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Publicado el Nov 16, 2021 en instagram Links, Noticias Destacadas, Noticias Institucionales, Noticias Investigación, Noticias principales

Genealogía de genes clave para el crecimiento de las plantas

El estudio, liderado por científicos de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y colegas españoles, se realizó en hepáticas, plantas que comparten genes con los cultivos de importancia agrícola. El trabajo sienta bases para futuras aplicaciones que mejoren el rendimiento de los cultivos.

Planta “hepática” (izq.). Imagen de microscopia de alta resolución de células de la planta en la que se visualizan proteínas de interés (verde) fusionadas con cloroplastos (rojo), estructuras donde ocurre la fotosíntesis (der.).

Investigadores de la FIL y colegas de España caracterizaron un grupo de genes cuya actividad es clave para el crecimiento de las plantas, utilizando como modelo de estudio una planta de las llamadas hepáticas” (tienen forma de hígado y se creía que tenían propiedades curativas para afecciones hepáticas). Los  resultados aportan información que podría usarse para mejorar el rinde de los cultivos.

 Si bien las hepáticas, cuya especie modelo es Marchantia polymorpha, son consideradas plantas “primitivas” por su anatomía aparentemente simple, conservan muchas funciones similares a las de plantas “superiores”, entre las que están las de interés agronómico.

Los investigadores comprobaron que el gen MpBES1 es clave para el desarrollo y la diferenciación celular de las hepáticas. “Cuando estas plantas carecen de este gen, que inhibimos con técnicas de ingeniería genética, presentan una morfología alterada, tamaño reducido por limitaciones en la proliferación celular, y son incapaces de producir órganos sexuales o ‘gemas’, las estructuras de reproducción asexual típicas de las hepáticas”, explicó el licenciado en Biología Mariano García Hourquet, uno de los primeros autores del trabajo y becario doctoral del CONICET en la Fundación Instituto Leloir (FIL).

Para García Hourquet, conocer la función relevante de esos genes es fundamental para pensar en futuras aplicaciones de impacto en el sector agro.

“Árbol genealógico”

MpBES1 pertenece a una familia de genes que tienen una función importante en la regulación del crecimiento de las plantas. “Sin embargo, lo que sabemos hasta ahora sobre la función de estos genes está limitado a investigaciones llevadas a cabo principalmente en la planta modelo Arabidopsis thaliana (pariente del repollo y la mostaza), a partir de lo cual se extrapola, a veces sin sustento y por mera presunción, al resto de las plantas”, explica el doctor en Química Santiago Mora García, uno de los líderes del estudio, investigador del CONICET en la FIL y profesor en la Universidad Nacional de San Martin.

Para comprender mejor la función de esos genes, los científicos decidieron adoptar un enfoque alternativo y estudiarlos en las hepáticas, que presentan muchos aspectos conservados en su ciclo de vida con las plantas con flor, de las cuales son parte Arabidopsis y la gran mayoría de las especies con interés agronómico. “Se estima que los linajes de las hepáticas y de las plantas con flor se separaron hace más de 400 millones de años”, indicó García Hourquet.

“Si bien el uso de Arabidopsis como modelo simplifica el objeto de estudio y tiene sentido en relación a procesos productivos, al mismo tiempo limita la generalidad de las conclusiones que se pueden sacar. Nuestros resultados aportan un enfoque novedoso, dado que el estudio comparativo de los procesos que controlan los genes de esta familia génica nos permitirá comprender su función ancestral y sobre qué procesos basales están actuando en ambas especies”, concluyó Martín Mecchia, ex investigador de la FIL y primer autor del trabajo que desarrolló en el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG, Barcelona, España).

El trabajo, publicado en “Current Biology”, también fue liderado por Ana I. Caño-Delgado, del CRAG y también participaron Fidel Lozano-Elena, Ainoa Planas-Riverola, David Blasco-Escamez y Mar Marquès-Bueno, investigadores del CRAG.