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Llevar o no llevar una semilla


Por Kaine Korzekwa


El mundo vegetal funciona de maneras misteriosas. A menudo pensamos en plantas que producen flores para que esas flores puedan producir semillas para la próxima generación. ¿Pero cuál sería el propósito de una flor que no da semillas?

Hierbas de pradera de tallgrass, bluestem poco y big bluestem, creciendo en una pradera reconstruida.
Little bluestem (primer plano) y big bluestem (fondo), los pastos dominantes de la pradera de pastos altos, son parientes lejanos del sorgo. Crédito de la foto Elizabeth Kellogg; tomada en la pradera reconstruida en el Donald Danforth Plant Science Center, St. Louis, Missouri.

“Estábamos particularmente perplejos en cuanto a por qué una planta invertiría energía si esa estructura no produce una semilla”, dice Elizabeth Kellogg. “Parece que sería un desperdicio de energía”.

Kellogg, un investigador del Centro de Ciencia de Plantas Donald Danforth, está tratando de desentrañar este misterio en las plantas que se cultivan como cultivos. En particular, estudia qué se consideran los parientes silvestres del sorgo. Estas plantas silvestres producen dos tipos de flores. Algunos producen semillas y otros no.

Los parientes silvestres de cultivo son las plantas originales antes del cultivo humano. Durante cientos de años, los humanos seleccionaron semillas de las plantas con los mejores rasgos para pasar a la siguiente generación. Eventualmente, estos se convirtieron en los cultivos que cultivamos hoy. Se dejó que los parientes silvestres crecieran y se adaptaran solos, a menudo inadvertidos.

Pero ¿qué pasaría si, durante esos siglos, perdiéramos un rasgo salvaje beneficioso? ¿Cómo volvemos y comprobamos? Esta es la importancia de estudiar parientes silvestres, explica Kellogg. Su curiosidad sobre el propósito de las flores sin semillas la llevó a estudiar su importancia en las hierbas silvestres que son parientes del sorgo.

“La estructura de las plantas, los genomas y la composición de las especies silvestres son similares a las de las cultivadas”, explica. “Pero las especies silvestres a menudo han resuelto el problema de adaptarse a la sequía o el calor de una manera que podría informar el trabajo en los cultivos. A veces puede ser efectivo trabajar primero en las especies silvestres primero, determinar cómo solucionan un problema ambiental y luego transferir esa información al cultivo “.

Las hierbas que ella estudió producen flores en pequeños grupos llamados espiguillas. Vienen en grupos de dos, pero solo uno hace una semilla. Al principio, esto parece algo extraño para la planta; está desperdiciando recursos en una estructura que no producirá nada. Kellogg investigó si una espiguilla sin semillas beneficia a la que tiene semillas de alguna manera.

Descubrió que, de hecho, las espiguillas funcionan como “tejido de enfermería” que proporciona carbono para ayudar a que se desarrollen las semillas. La investigación mostró que las espiguillas adicionales hacen una contribución pequeña pero significativa al rendimiento.

Un par de espiguillas de sorgo, con la espiguilla izquierda cerrada y más pequeña que la espiguilla derecha.
Un par de espiguillas en sorgo, que muestra la espiguilla sin semillas (izquierda) y la espiguilla con semillas (derecha). Este último también tiene una extensión delgada conocida como un arista. Crédito de la foto Elizabeth Kellogg.

Para obtener estos hallazgos, Kellogg y los equipos de investigación realizaron múltiples experimentos. Uno usaba carbono que podían rastrear a medida que se movía a través de la planta. En una prueba, pudo ver que el carbono se movía de la espiguilla sin semilla a la que produce las semillas.

El sorgo cultivado también produce espiguillas sin semillas. Sin embargo, Kellogg dice que no se ha trabajado mucho en las plantas reproductoras con espiguillas más grandes sin semillas para ver si podrían ayudar a aumentar el rendimiento. Su nueva investigación que muestra que son beneficiosas podría ser de interés para los fitomejoradores.  

“Me interesan las fuerzas que hacen que diferentes especies de plantas se vean diferentes unas de otras”, dice ella. “Todas las plantas comienzan desde una sola celda y se ven muy parecidas. En la etapa de un huevo fertilizado, el maíz, el arroz y la soya se ven similares. Sin embargo, cuando son maduros, son fáciles de distinguir: es probable que puedas distinguirlos incluso si tuvieras los ojos vendados. Esas diferencias deben ser causadas por diferencias genéticas que hacen que el desarrollo proceda de diferentes maneras. Estoy interesado en cuáles son esas diferencias genéticas “.

La presentación grabada de Kellogg está disponible en línea . Presentó sus hallazgos en la Reunión Anual de la Sociedad Americana de Agronomía y Crop Science Society of America, del 4 al 7 de noviembre de 2018. Los fondos para este proyecto provinieron de la División de Biología Ambiental (DEB) en la Fundación Nacional de Ciencia (NSF). ), y desde el USDA-ARS.

Lea más sobre parientes silvestres de cultivos en https://www.crops.org/crop-wild-relative . 


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