Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Li Yunhai del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia China de Ciencias (CAS) ha descubierto un nuevo mecanismo genético que controla el tamaño del grano y el rendimiento del arroz, ofreciendo estrategias prometedoras para mejorar la producción mundial de alimentos.
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
El estudio, publicado en PNAS , fue una colaboración entre CAS y la Universidad de Hainan. Revela cómo tres componentes críticos (OsMED23, OsJMJ703 y OsWOX3A) interactúan para influir en el desarrollo del grano de arroz.
El trío genético detrás de granos más grandes
El tamaño del grano es un factor crítico que influye en el rendimiento de los cultivos; sin embargo, las vías moleculares que lo regulan aún son poco conocidas. Los investigadores descubrieron que OsMED23, un componente del complejo celular «Mediador» que ayuda a regular la actividad génica , se asocia con una histona desmetilasa (OsJMJ703) y un factor de transcripción (OsWOX3A) para formar un trío molecular.
Estos tres componentes actúan como represores, reduciendo la actividad de dos genes importantes, GW2 y OsLAC, que limitan el crecimiento del grano. Al reducir los niveles de un marcador epigenético específico (H3K4me3) en estos genes, el trío los silencia eficazmente, permitiendo la formación de granos más grandes y pesados.
De los hallazgos de laboratorio a las aplicaciones en el mundo real
Los experimentos demostraron que la desactivación de OsMED23 u OsJMJ703 resultó en granos más pequeños y ligeros, mientras que la sobreexpresión de estos genes produjo el efecto contrario: granos más gruesos y pesados. Los ensayos de campo confirmaron el impacto práctico: las plantas de arroz con OsMED23 u OsJMJ703 adicionales obtuvieron rendimientos significativamente mayores en comparación con las variedades convencionales. Esto resalta el potencial del trío como palanca genética para la mejora de cultivos.
Este descubrimiento ofrece una comprensión más profunda de cómo la regulación epigenética y los factores de transcripción interactúan para determinar las características del grano. A diferencia de estudios previos centrados en genes individuales, este trabajo revela una red coordinada que ofrece múltiples objetivos para el mejoramiento genético de precisión.
Si bien el estudio se centró en el arroz, el mecanismo podría tener implicaciones más amplias para otros cultivos básicos, como el trigo y el maíz, que comparten componentes genéticos similares. Los hallazgos también destacan el potencial de la edición epigenética (modificación de marcadores químicos en el ADN) para perfeccionar las características de los cultivos, lo que podría revolucionar las prácticas agrícolas.
En resumen, este estudio no solo resuelve un antiguo enigma de la biología vegetal, sino que también abre las puertas a una agricultura más inteligente y sostenible. Al aprovechar el potencial de OsMED23, OsJMJ703 y OsWOX3A, los investigadores están un paso más cerca de desarrollar cultivos que alimenten a más personas con menos recursos.
Más información: Luojiang Huang et al., La subunidad mediadora OsMED23 se asocia con la histona desmetilasa OsJMJ703 y el factor de transcripción OsWOX3A para controlar el tamaño del grano y el rendimiento del arroz, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2419464122
