por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Investigadores dirigidos por el Dr. Jiao Yuling del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China, junto con colaboradores de la Universidad de Pekín, descubrieron que la edición de genes de un factor de transcripción APETALA2/factor de respuesta al etileno (AP2/ERF), DUO1 , podría mejorar significativamente el rendimiento del grano de trigo. Los resultados fueron publicados en Nature Plants .
«El descubrimiento de este gen proporciona una variación alélica superior para mejorar los rendimientos de trigo y tiene implicaciones positivas para abordar la crisis de seguridad alimentaria», dijo el profesor Scott Boden, investigador de trigo de la Universidad de Adelaida, Australia.
Los seres humanos han estado modificando y domesticando plantas y animales naturales para las necesidades y el desarrollo humanos durante decenas de miles de años. El trigo, una de las raciones alimenticias más importantes, es un cultivo endogámico con baja diversidad genética y limitaciones evolutivas únicas. Alimentar a una población en crecimiento es un gran desafío. Por lo tanto, es necesario crear nuevos alelos e identificar nuevos loci en el trigo para mejorar aún más las características de rendimiento del grano.
La espiga de trigo es una espiga compuesta con varios nodos axiales que llevan una espiguilla en la base de cada nodo. El número de espiguillas está significativa y positivamente correlacionado con el número de granos. Por lo tanto, el análisis de genes clave que afectan el número de espiguillas es de gran importancia teórica y práctica para mejorar el rendimiento del grano de trigo.
En este estudio, los investigadores utilizaron líneas mutantes de espiguillas de Brachypodium distachyon como un medio para investigar los genes que regulan el número de espiguillas en el trigo.
Identificaron un mutante de inserción de ADN-T de Brachypodium distachyon, bdduo1, que muestra un mayor número de espiguillas por espiguilla. Aclararon aún más el papel de BdDUO1 en la regulación de la forma de la espiga en Brachypodium distachyon a través de una serie de pruebas genéticas.
Luego, los investigadores editaron artificialmente el gen del trigo utilizando la tecnología CRISPR/Cas9. Descubrieron que las espiguillas en la parte media inferior de las espigas exhibían un fenotipo de espiguillas múltiples (2 o 3 espiguillas en la base de cada nódulo del raquis) en mutantes editados genéticamente. Las imágenes en vivo revelaron más células y más grandes en los primordios de espiguillas basales del trigo mutante en comparación con el tipo salvaje, lo que sugiere que el gen regula la división celular.
Durante los experimentos de parcela de rendimiento en el campo, los investigadores también descubrieron que el trigo mutante editado genéticamente tenía significativamente más granos por espiga en comparación con el tipo salvaje, lo que aumentaba el rendimiento por unidad de área.
Más información: Yuange Wang et al, Mejora del rendimiento del trigo harinero mediante la modulación de un gen AP2/ERF no seleccionado,
Nature Plants (2022). DOI: 10.1038/s41477-022-01197-9
