Biólogos vegetales de la Universidad de California en Davis han descubierto una manera de que las plantas de cultivo se repliquen mediante semillas como clones.
por UC Davis
Este descubrimiento, largamente buscado por fitomejoradores y genetistas, podría facilitar la propagación de cultivos de alto rendimiento, resistentes a enfermedades o tolerantes al clima, y ponerlos a disposición de los agricultores de todo el mundo.
Desde la década de 1920, muchos cultivos se han cultivado a partir de semillas híbridas creadas mediante el cruce de dos variedades. Estos híbridos pueden tener cualidades superiores en aspectos como el rendimiento o la resistencia a plagas. Sin embargo, las semillas de cultivos híbridos no producen plantas con las mismas cualidades.
La capacidad de producir un clon, una réplica exacta , de una planta a partir de sus semillas representaría un gran avance para la agricultura mundial. En lugar de comprar semillas híbridas costosas cada año, algo que a menudo está fuera del alcance de los agricultores de los países en desarrollo, estos podrían replantar semillas de sus propias plantas híbridas y obtener los beneficios de una alta producción año tras año.
Unas 400 especies de plantas silvestres pueden producir semillas viables sin fertilización. Este proceso, llamado apomixis, parece haberse desarrollado muchas veces en las plantas, pero no en los cultivos comerciales.
El descubrimiento del investigador postdoctoral Imtiyaz Khanday y Venkatesan Sundaresan, profesor de biología vegetal en UC Davis y colegas de UC Davis, la Universidad Estatal de Iowa y el INRA, Francia, es un gran paso adelante.
«Es un objetivo muy deseable que podría cambiar la agricultura», dijo Sundaresan.
El gen del «baby boom» es clave
Khanday y Sundaresan descubrieron que el gen del arroz BBM1, perteneciente a una familia de genes vegetales llamada «Baby Boom» o BBM, se expresa en los espermatozoides, pero no en los óvulos. Tras la fecundación, BBM1 se expresa en la célula fecundada, pero, al menos inicialmente, esta expresión proviene de la contribución masculina al genoma.
BBM1, razonaron, activa la capacidad de un óvulo fertilizado de formar un embrión.
Los investigadores primero utilizaron la edición genética para eliminar la capacidad de las plantas de pasar por la meiosis, de modo que los óvulos se formaran por mitosis, heredando un conjunto completo de cromosomas de la madre.
Luego hicieron que estos óvulos expresaran BBM1, lo que normalmente no harían sin fertilización.
«Así que tenemos un óvulo diploide con la capacidad de producir un embrión, y ese crece hasta convertirse en una semilla clonal «, dijo Sundaresan.
Hasta el momento, el proceso tiene una eficiencia de alrededor del 30 %, pero los investigadores esperan que esta pueda aumentarse con más investigaciones. El método debería funcionar en otros cereales , que tienen genes BBM1 equivalentes, y también en otros cultivos , afirmó Sundaresan.
Más información: Imtiyaz Khanday et al., Un desencadenante embriogénico del arroz expresado por machos redirigido para la propagación asexual mediante semillas, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0785-8
