El maíz es un cultivo básico que tiene orígenes humildes. Si observamos a su antepasado silvestre, el teosinte, la planta parece casi irreconocible.
Por Charlotte Hu, Laboratorio Cold Spring Harbor
La selección humana ha persuadido a la planta de maíz para que crezca de una manera que produzca mayores rendimientos y pueda cosecharse de manera más eficiente. Pero los científicos y los agricultores están buscando formas, frente al cambio climático, el crecimiento demográfico y otros factores, de optimizar aún más los rendimientos del maíz.
Ahora, investigadores del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) han identificado una relación entre el rendimiento de los cultivos de maíz y la actividad genética específica asociada con una de las vías metabólicas de la planta. El descubrimiento tiene implicaciones para el fitomejoramiento , ya que podría abrir la puerta a plantas de maíz cada vez más resistentes y de mayor rendimiento .
El profesor David Jackson del CSHL y su equipo han relacionado el gen RAMOSA3 con la ramificación, que puede afectar a su rendimiento. Cuando una planta de maíz tiene demasiadas ramas, gastará más energía en la formación de esas ramas y menos en la producción de semillas. Más ramas suelen significar rendimientos menores o menos eficientes.
Las mazorcas, la parte del maíz que comemos, normalmente no tienen ramificaciones, sino que forman una sola mazorca recta. Pero los mutantes de maíz que no tienen el gen RAMOSA3 pueden terminar con mazorcas ramificadas de aspecto retorcido.
Jackson y su equipo inicialmente plantearon la hipótesis de que la enzima que codifica RAMOSA3, llamada TPP, y un fosfato de azúcar llamado T6P sobre el que actúa la TPP, probablemente sean responsables de la ramificación de la oreja. Aunque la función precisa de la T6P sigue siendo «en gran medida esquiva», los científicos creen que tiene propiedades de señalización.
Luego, en un giro sorprendente, descubrieron que un gen relacionado, el TPP4, también ayuda a controlar la ramificación, pero el efecto de ese gen no estaba relacionado con su actividad enzimática. Se preguntaron si lo mismo podría ser cierto para RAMOSA3 y su propia actividad enzimática. Para continuar con esto, bloquearon solo la actividad enzimática asociada con RAMOSA3, y no el gen en sí, y obtuvieron mazorcas de maíz de aspecto normal. Esto indica que, aunque RAMOSA3 controla la actividad de la enzima, parece que la actividad enzimática no es responsable de controlar la ramificación. Por lo tanto, el gen puede estar «trabajando a tiempo parcial» con una actividad oculta, explica Jackson. La pregunta de qué puede implicar ese trabajo a tiempo parcial es un punto de partida para futuras investigaciones .
Los hallazgos del equipo se publicaron en Nature Plants . Su trabajo podría conducir a mejores rendimientos de los cultivos y a una cosecha más eficiente para la planta de maíz, así como para otros cultivos, como el arroz y la quinua.
Más información: Hannes Claeys et al., Control of meristem determinacy by trehalose 6-phosphate phosphatases is uncoupled from enzymatic activity, Nature Plants (2019). DOI: 10.1038/s41477-019-0394-z
