Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

La investigación revela características reguladoras del genoma del maíz durante el desarrollo reproductivo temprano


El crecimiento y desarrollo de todos los organismos depende de la regulación coordinada de la expresión génica en el tiempo y el espacio, y esto está controlado en gran medida por secuencias no codificantes en el genoma.


por Donald Danforth Plant Science Center


Un desafío importante en la mejora de cultivos habilitada por la genómica es la anotación funcional de elementos reguladores cis en genomas de cultivos y la capacidad de aprovechar estas secuencias, ya sea a través de la mejora genética o la biotecnología, para ajustar las rutas objetivo con una interrupción mínima de las complejas redes en las que residir.

Un equipo de investigadores dirigido por Andrea Eveland, Ph.D., miembro asistente del Centro de Ciencia de las Plantas Donald Danforth, ha mapeado el genoma ‘funcional’ no codificante en el maíz durante una ventana de desarrollo temprana crítica para la formación de polen borlas y orejas con granos.

Integrando información sobre la estructura de la cromatina, los perfiles de transcripción y los estudios de asociación de todo el genoma , sus análisis brindan una visión integral de la regulación de la diferenciación de inflorescencia en un cultivo de cereales importante, que finalmente da forma a la arquitectura e influye en el potencial de rendimiento. Este estudio de Parvathaneni y Bertolini et al., «El panorama regulador del desarrollo temprano de la inflorescencia del maíz», se publicó el 6 de julio de 2020 en la revista Genome Biology .

«Tenemos una buena idea de los principales controladores del desarrollo de la inflorescencia en el maíz de años de estudios genéticos clásicos», dijo Eveland. «Pero el simple hecho de eliminar su función o expresarlas constitutivamente generalmente no da como resultado un maíz de mayor rendimiento. Necesitamos aprender a ajustar su expresión con precisión en el espacio y el tiempo para lograr resultados óptimos. Este estudio sirve como base para hacerlo».

Durante el siglo pasado, el mejoramiento y mejoramiento del maíz basado en híbridos ha llevado a la selección de borlas más pequeñas que interceptan menos luz y capturan menos recursos, y mazorcas más grandes y productivas. Dado que la borla y el oído se desarrollan mediante un programa de desarrollo común, la mejora adicional de los rasgos del oído requerirá la separación de este programa, por ejemplo, mediante elementos reguladores específicos de la borla o el oído. Comprender cómo se regulan de manera diferente los mismos genes en la borla y el oído, y usar esta especificidad para controlar uno sobre el otro, mejorará los esfuerzos de mejoramiento en el maíz.

La investigación de Eveland se centra en los mecanismos de desarrollo que controlan los rasgos de la arquitectura de las plantas en los cultivos de cereales. Específicamente, ella investiga cómo se forman los órganos de las plantas a partir de células madre, y cómo la variación en las redes reguladoras de genes subyacentes puede modular con precisión la forma de la planta. Su equipo integra enfoques computacionales y experimentales para explorar cómo las perturbaciones en estas redes de genes pueden alterar la morfología, tanto dentro de una especie como a través de los pastos, con el objetivo final de definir objetivos para mejorar el rendimiento de grano en los cereales.

Además del equipo de Eveland, los coautores incluyen investigadores de la Universidad Estatal de Florida, la Universidad de California en Davis y la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. La investigación colaborativa fue financiada por la National Science Foundation PGRP en premios a Eveland y al coautor Alexander Lipka, Ph.D. (UIUC) para identificar la variación regulatoria para mejorar los rasgos de rendimiento del maíz, y para Hank Bass, Ph.D. (FSU) para aplicar técnicas en el perfil de cromatina a importantes especies de cultivos agronómicos.


Leer más


LEAVE A RESPONSE

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

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com