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Investigadores duplican el rendimiento del grano de sorgo para mejorar el suministro de alimentos

Investigadores duplican el rendimiento del grano de sorgo para mejorar el suministro de alimentos
La imagen de la izquierda muestra los granos de una planta de sorgo normal. La imagen de la derecha muestra cómo la cantidad de granos se duplicó en la variante genética. Crédito: Ware lab / CSHL, 2019

Los científicos de plantas del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) y el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA, en su búsqueda de soluciones a los desafíos globales de producción de alimentos, han duplicado la cantidad de granos que puede producir una planta de sorgo.


por Charlotte Hu, Laboratorio Cold Spring Harbor


El sorgo, una de las fuentes de alimentos, piensos para animales y biocombustible más importantes del mundo, se considera un cultivo modelo para la investigación porque tiene una alta tolerancia a la sequía, el calor y las condiciones de alta salinidad. Aumentar el rendimiento de grano se ha vuelto aún más importante para los fitomejoradores, agricultores e investigadores a medida que intentan abordar y superar los problemas de seguridad alimentaria relacionados con el cambio climático , el crecimiento de la población y la escasez de tierra y agua.

Dirigido por Doreen Ware, profesora adjunta de CSHL y científica investigadora del Departamento de Agricultura de EE. UU., Y el colega del USDA Zhanguo Xin, Ph.D, el equipo de investigación identificó variaciones genéticas novedosas que ocurrieron en el gen MSD2 del sorgo, aumentando el rendimiento de grano en un 200 por ciento. MSD2 es parte de una línea genética que aumenta la fertilidad de las flores al reducir la cantidad de ácido jasmónico, una hormona que controla el desarrollo de semillas y flores.

«Cuando esta hormona disminuye, se produce una liberación de desarrollo que normalmente no ocurre», dijo Nicholas Gladman, becario postdoctoral en el laboratorio de Ware y primer autor del estudio, publicado recientemente en The International Journal of Molecular Sciences . «Eso permite la formación completa de los órganos sexuales femeninos en estas flores, lo que luego permite una mayor fertilidad»

MSD2 está regulado por MSD1, un gen descubierto por el equipo de Ware el año pasado. La manipulación de cualquiera de los genes aumenta la producción de semillas y flores.

«Los principales cultivos de cereales están muy cerca unos de otros evolutivamente. Muchos de los genes que comparten tienen funciones similares», dijo Yinping Jiao, asociado postdoctoral en Ware Lab y autor del estudio. «Este gen que juega un papel importante en el control del rendimiento del sorgo también puede ayudarnos a mejorar el rendimiento de otros cultivos como el maíz o el arroz».

El laboratorio de Ware utiliza este tipo de investigación genética para comprender cómo las plantas han cambiado con el tiempo.

«Estos análisis genéticos en realidad nos brindan los mecanismos moleculares que brindan más oportunidades para diseñar cultivos en el futuro», dijo.



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