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Plantas de arroz que crecen como clones a partir de semillas

Plantas de arroz que crecen como clones a partir de semillas.
Imtiyaz Khanday postdoctoral y el profesor Venkatesan Sundaresan con plantas de arroz clonadas en un invernadero de UC Davis, diciembre de 2018. Khanday, Sundaresan y sus colegas han resuelto el problema de propagar plantas híbridas clonadas a partir de semillas, un descubrimiento buscado desde hace mucho tiempo con grandes implicaciones para el mundo agricultura. Podría facilitar que los agricultores más pobres del mundo cultiven cultivos de alto rendimiento, resistentes a enfermedades o tolerantes al clima y guarden sus semillas para uso futuro. Crédito: UC Regents

Los biólogos de plantas de la Universidad de California en Davis han descubierto una forma de hacer que las plantas de cultivo se reproduzcan a través de semillas como clones. 


por UC Davis


El descubrimiento, buscado durante mucho tiempo por los 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 del mundo.

El trabajo aparece en la edición del 12 de diciembre de la revista Nature .

Desde la década de 1920, muchos cultivos se han cultivado a partir de semillas híbridas creadas al cruzar dos variedades. Estos híbridos pueden tener cualidades superiores en áreas como rendimiento o resistencia a plagas. Pero 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 sería un gran avance para la agricultura mundial. En lugar de comprar semillas híbridas caras cada año, lo que a menudo está fuera del alcance de los agricultores en los países en desarrollo, los agricultores podrían replantar semillas de sus propias plantas híbridas y obtener los beneficios de altos rendimientos año tras año.

Aproximadamente 400 especies de plantas silvestres pueden producir semillas viables sin fertilización. Este proceso, llamado apomixis, parece haber evolucionado muchas veces en plantas, pero no en especies de 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, que pertenece a una familia de genes vegetales llamados «Baby Boom» o BBM, se expresa en los espermatozoides pero no en los óvulos. Después de la fertilización, BBM1 se expresa en la célula fertilizada pero, al menos inicialmente, esta expresión proviene de la contribución masculina al genoma.

BBM1, razonaron, activa la capacidad de un óvulo fertilizado para formar un embrión.

Los investigadores utilizaron primero la edición de genes para eliminar la capacidad de las plantas de atravesar 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 que se convierte en una semilla clonal «, dijo Sundaresan.

Hasta ahora, el proceso tiene una eficiencia de alrededor del 30 por ciento, pero los investigadores esperan que se pueda aumentar con más investigación. El enfoque debería funcionar en otros cultivos de cereales , que tienen genes BBM1 equivalentes, y también en otras plantas de cultivo , dijo Sundaresan.


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