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El descubrimiento genético señala el camino hacia rendimientos mucho mayores en tomate y otras plantas alimenticias con flores

El descubrimiento genético señala el camino hacia rendimientos mucho mayores en tomate y otras plantas alimenticias con flores
Una mutación en la hormona que controla la floración se pospone cuando una planta deja de producir flores, dando muchos más frutos. Crédito: Laboratorio Cold Spring Harbor

Todo jardinero conoce el aspecto de un tomate maduro. Ese color rojo brillante, ese cálido olor a tierra y el sabor dulce y jugoso son difíciles de resistir. 


por Cold Spring Harbor Laboratory


Pero las plantas de tomate comerciales tienen un aspecto muy diferente de la variedad de jardín trasero, que puede crecer sin cesar en las condiciones adecuadas para volverse altas y delgadas. Los tomates que se enlatarán para salsas y jugo se cosechan de plantas que dejan de crecer antes que las variedades clásicas de tomate y, por lo tanto, se parecen más a arbustos. Si bien la arquitectura de estas plantas compactas y tupidas permite que los recolectores mecánicos cosechen la cosecha, el final temprano del crecimiento significa que cada planta produce menos frutos que sus primos del huerto doméstico.

Pero, ¿qué pasaría si los productores comerciales de tomates pudieran convencer a las plantas para que produzcan más fruta sin sacrificar esa forma de planta tupida única y necesaria? Hoy, los investigadores de CSHL anunciaron que han determinado una forma de lograrlo. Su investigación ha revelado un mecanismo genético para el vigor híbrido, una propiedad del fitomejoramiento que se ha explotado para aumentar el rendimiento desde principios del siglo XX. Descubrir las sutilezas ocultas de un tipo de vigor híbrido que involucra solo un gen ha proporcionado a los científicos los medios para ajustar el tiempo que las variedades de tomates tupidos pueden producir flores. En estas plantas, un mayor tiempo de floración aumenta sustancialmente el rendimiento de la fruta.

Identificado por primera vez en CSHL por George Shull en 1908, el vigor híbrido, o heterosis, como lo llaman los biólogos, implica el cruzamiento de plantas genéticamente distintas para generar descendencia más robusta que cualquiera de los padres consanguíneos. Se ha utilizado durante décadas para mejorar la productividad agrícola, pero los científicos han debatido durante mucho tiempo cómo y por qué funciona.

En su trabajo anterior, el profesor asociado de CSHL Zach Lippman y sus colegas israelíes identificaron un raro ejemplo de vigor híbrido que involucra un defecto genético en el gen que produce florigen, una hormona que controla el proceso de floración y producción de flores. La mutación aumenta drásticamente la producción de tomate en los tomates de arbusto, y Lippman y su equipo, dirigido por el investigador postdoctoral Ke Jiang, se propusieron comprender el mecanismo detrás de este notable resultado.

Descubrieron que las plantas tupidas con una mutación en una de las dos copias del gen florigen, que producen la mitad de florigen que las plantas sin la mutación, posponen el momento en que dejan de producir flores. Esto, a su vez, conduce a muchas más frutas en general. «Esto se debe a», explica Lippman, «las variedades de tomates tupidos son muy sensibles a la cantidad o dosis de la hormona florigen, que altera la arquitectura de la planta, es decir, cuántas flores se pueden formar antes de que finalice el crecimiento. predicción emocionante: que puede ser posible modificar los niveles de florigen para aumentar aún más los rendimientos «.

El equipo de Lippman también estudió mutantes de florigen en otra planta, la hierba crucífera conocida como Arabidopsis que es prima de cultivos como el brócoli y la coliflor. Aunque no vieron el mismo aumento en el rendimiento, sí observaron cambios similares en la arquitectura de la planta debido a la sensibilidad a la dosis de florigen. Estos resultados sugieren que puede ser posible manipular florigen en una amplia variedad de especies de flores para aumentar los rendimientos.


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