Agricultura Botánica y Genética Cereales Resto del Mundo

Investigadores identifican genes de esterilidad en arroz híbrido


(Phys.org) – Los híbridos de muchas especies y subespecies de plantas y animales son estériles, y un grupo de investigadores en China ha identificado los genes que operan para hacer estéril el arroz cruzado.


por Lin Edwards, Phys.org


Los científicos, del Centro Nacional de Investigación Genética Vegetal de la Universidad Agrícola Huazhong en Wuhan y la Universidad China de Hong Kong, examinaron dos subespecies del arroz cultivado (Oryza sativa L.), japonica e indica, e identificaron tres genes que actúan juntos. para regular la fertilidad en estos híbridos.

La japonica es una variedad común de arroz pegajoso de grano corto, también conocido como arroz japonés, arroz sinica o sushi, y la indica es un arroz no pegajoso de grano largo. Se cree que ambas variedades se domesticaron por primera vez en China central hace unos ocho mil años, y desde allí se extendieron por toda Asia. Cuando se cruzan, los híbridos tienden a ser más vigorosos que las subespecies parentales y pueden producir cultivos de arroz significativamente más grandes.

Los investigadores utilizaron técnicas como la secuenciación y genotipado de genes para analizar la genética del arroz híbrido índica-japonés en la región de un locus específico (S5) que previamente había demostrado estar involucrado en la esterilidad de los híbridos. Luego compararon sus hallazgos con genes en esa región en otras variedades de arroz, incluyendo Nanjing 11 (una subespecie de indica), Balilla (subespecie de japonica) y variedades que producen descendencia cruzada fértil: Dular y 02428.

Investigadores identifican genes de esterilidad en arroz híbrido
Esta imagen muestra heterosis y esterilidad de híbridos entre subespecies indica y japonica en arroz. Crédito: Jiangyi Yang y Qifa Zhang

Identificaron tres genes que contribuyen a la esterilidad en un sistema «asesino-protector» que determina si se forman o no esporas. Descubrieron que Open Reading Frame (ORF) 5+ (asesino) produce una proteína que ORF 4+ influye para causar estrés en el retículo endoplásmico (ER) en las células productoras de esporas, mientras que un tercer gen, ORF 3+ (protector), produce una proteína en respuesta al estrés que lo contrarresta y protege la sala de emergencias.

La variedad japonica tiene una forma diferente del gen, ORF 3-, lo que significa que los híbridos a menudo llevan un gen ORF silenciado que no puede proteger contra la forma más potente del híbrido del asesino ORF 5+, que a menudo resulta en muerte prematura en la etapa del saco embrionario en el híbrido.

Los investigadores explicaron en su artículo en Science que una combinación potente de ORF 4+ y ORF 5+ permitiría la diferenciación genética de las dos subespecies y evitaría la transmisión de genes, mientras que un potente ORF 3+ y combinaciones más débiles de los genes asesinos permitirían híbridos para ser fértiles y genes para fluir a la próxima generación.

Los hallazgos se suman a la comprensión de la esterilidad híbrida, un proceso que restringe el flujo de genes entre las poblaciones, dijo el autor principal Qifa Zhang. Agregó que comprender la causa de la esterilidad puede permitir que los científicos la superen, y esto podría ayudar en el desarrollo de cultivos de arroz cultivados más deseables y de mayor rendimiento .


Leer más


Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *