La esterilidad masculina en plantas proporciona valiosas herramientas de mejoramiento para la innovación de germoplasma y la producción de cultivos híbridos. Sin embargo, los recursos genéticos para la esterilidad masculina genética dominante, que es muy prometedor para facilitar los procesos de reproducción, son extremadamente raros en el germoplasma natural.
El arroz macho estéril genético dominante Sanming (SDGMS) fue descubierto por primera vez por el Instituto de Ciencias Agrícolas de Sanming en 2001 y muestra una esterilidad masculina completa estable y prácticamente no se ve afectado por el medio ambiente, lo que es muy útil en la reproducción. Sin embargo, el gen que conduce al SDGMS aún no se ha identificado.
Científicos de la Universidad de Agricultura de Huazhong y el Instituto de Ciencias Agrícolas de Sanming identificaron este gen de esterilidad masculina dominante, SDGMS, en el arroz mediante un enfoque de clonación basado en mapas y demostraron el mecanismo que causa la esterilidad masculina dominante. El artículo , «El movimiento espontáneo de un retrotransposón generó esterilidad masculina genética dominante y proporciona una herramienta útil para el mejoramiento del arroz», se publicó en National Science Review .
En plantas fértiles, el gen sdgms apenas se expresaba en panículas y espiguillas jóvenes, mientras que en plantas estériles, un retrotransposón de 1978 pb se translocaba a la región promotora de SDGMS y activa su expresión específica en células tapetales.
SDGMS codifica una proteína inactivadora de ribosomas que inhibe la traducción de proteínas a nivel de traducción, activa la respuesta de defensa en las anteras del arroz y desencadena la respuesta hipersensible y la muerte celular programada en las células tapetales, lo que provoca esterilidad masculina . Este estudio proporciona un nuevo ejemplo de que el movimiento TE es un proceso continuo en la evolución del genoma, y el arroz SDGMS proporciona una herramienta muy poderosa para facilitar el cruzamiento, lo que elimina la necesidad de castrar las manos y mejorará fundamentalmente la eficiencia de los programas de mejoramiento.
Este estudio fue dirigido por el Dr. Qifa Zhang, el Dr. Yidan Ouyang (Laboratorio Nacional Clave de Mejoramiento Genético de Cultivos y Centro Nacional de Investigación de Genética Vegetal (Wuhan), Laboratorio Hubei Hongshan, Universidad Agrícola de Huazhong) y el Dr. Xianbo Huang (Instituto Sanming de Ciencias Agrícolas).
Más información: Conghao Xu et al, El movimiento espontáneo de un retrotransposón generó esterilidad masculina genética dominante y proporcionó una herramienta útil para el mejoramiento del arroz, National Science Review (2023). DOI: 10.1093/nsr/nwad210
