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La vernalización ligera de alta velocidad permite a los mejoradores cultivar hasta 5 generaciones de cereales de invierno al año


El nuevo método ya ha sido adoptado por algunas empresas de mejoramiento para transferir rápidamente rasgos importantes a variedades élite de trigo y cebada de invierno.


El método innovador, conocido como «vernalización rápida», fue desarrollado en colaboración entre tres laboratorios de la Universidad de Queensland (UQ), la Universidad de Leeds en el Reino Unido y la Autoridad de Desarrollo Rural en Corea del Sur. Los resultados del estudio se publican en un artículo en el portal Molecular Plant.

“Hay muchos problemas que enfrentan los científicos al crear cultivos de alto rendimiento. Uno de los factores limitantes es el tiempo de generación, que prolonga el tiempo de investigación y fitomejoramiento. Los avances recientes en los protocolos de velocidad de propagación han reducido en gran medida los tiempos de generación para muchas especies de día corto y largo al optimizar las condiciones de luz y temperatura durante el crecimiento de la planta. – Los autores escriben. – Sin embargo, los cultivos de invierno que requieren vernalización aún requieren de 6 a 10 semanas de exposición a bajas temperaturas antes de pasar al desarrollo reproductivo. Aquí probamos un conjunto de condiciones ambientales y protocolos para ver si se podía acelerar el proceso de vernalización. Hemos identificado un método de vernalización, consistente en exponer las semillas en la superficie del suelo durante un fotoperíodo largo de 22 horas al día para el trigo de invierno y la cebada de invierno. La implementación de un protocolo de vernalización rápida seguido de una propagación rápida ha permitido hasta cinco generaciones de trigo o cebada de invierno por año, mientras que en condiciones estándar de vernalización y crecimiento de la planta normalmente solo se pueden obtener dos generaciones. El protocolo de vernalización rápida desarrollado en este estudio tiene un gran potencial para acelerar la investigación biológica y los resultados de mejoramiento para cultivos de invierno”. mientras que en condiciones estándar de vernalización y crecimiento de la planta, generalmente solo se pueden obtener dos generaciones. El protocolo de vernalización rápida desarrollado en este estudio tiene un gran potencial para acelerar la investigación biológica y los resultados de mejoramiento para cultivos de invierno”. mientras que en condiciones estándar de vernalización y crecimiento de la planta, generalmente solo se pueden obtener dos generaciones. El protocolo de vernalización rápida desarrollado en este estudio tiene un gran potencial para acelerar la investigación biológica y los resultados de mejoramiento para cultivos de invierno”.

Donjin Shin, del equipo de investigación coreano, señaló: “El paso clave es colocar las semillas en la superficie, no cubrirlas con tierra. No entendemos completamente cómo funciona esto, pero es fundamental exponer la semilla a la luz».

El Dr. Lee Hickey, investigador del grupo de cebada de invierno, agrega: “Los bancos de germoplasma de todo el mundo contienen semillas preservadas de muchas accesiones con propiedades deseables, como tolerancia a enfermedades y sequías. Sin embargo, se necesitan muchos ciclos de retrocruzamiento para transferir de manera efectiva las características a los cultivos modernos. La vernalización rápida ayudará a los investigadores a transferir rápidamente estas características importantes a las variedades élite de trigo y cebada de invierno. El método funciona con un alto grado de diversidad genética, y el hecho de que funcione en laboratorios en tres continentes diferentes demuestra que es un método confiable”.

El laboratorio de Laura Dixon en la Universidad de Leeds estudió la expresión de genes clave en la vía de vernalización durante el proceso.

«Los patrones de expresión génica fueron bastante inesperados y resaltan las lagunas en nuestra comprensión de la regulación de la vernalización y el momento de la floración en los cereales», dijo Dixon. «Se necesita más investigación para determinar los mecanismos subyacentes detrás de la extraña respuesta de las plantas a la luz durante la vernalización».

También enfatizó que varias empresas de mejoramiento en todo el mundo, incluida InterGrain de Australia, han probado este método y están en proceso de implementarlo para acelerar sus programas, lo que significa que la tecnología es escalable.

(Fuente: www.cell.com. Foto: Anna Medvedeva).



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