Un grupo de investigación dirigido por el profesor asociado Ryushiro Kasahara de la Universidad de Nagoya en Japón identificó una secuencia genética en el berro thale que es esencial para la reproducción de las plantas.
Como esta región se encuentra en todas las especies de plantas, se espera que contribuya a futuros cruces entre especies de plantas.
Comprender la fertilización de las plantas es importante para asegurar las existencias de alimentos y aumentar el rendimiento de las plantas. Una parte clave de este proceso involucra moléculas de señalización. En la reproducción del berro thale, el tubo polínico masculino es atraído y guiado hacia el óvulo femenino por moléculas de señalización, llamadas proteínas LURE, liberadas de los tejidos reproductivos femeninos. Estudios previos identificaron un gen llamado MYB98 que mejora la síntesis de proteínas LURE.
Sin embargo, identificar las partes del código genético que activan la expresión de MYB98 y cualquier otro gen es un desafío abrumador debido a la complejidad del genoma. El genoma de la planta constituye altos niveles de regiones no codificantes, que también incluyen secuencias potenciales involucradas en la activación de genes . La mayor parte de la carrera de Kasahara se ha dedicado a encontrar las secuencias de genes; identificar las secuencias responsables de la activación del gen MYB98 le llevó casi 18 años.
«Desde el descubrimiento de MYB98 en 2009, se han identificado sus genes aguas abajo, como los LURE. Sin embargo, los genes aguas arriba que controlan MYB98 no se identificaron hasta que nuestro grupo los descubrió», dijo el Dr. Kasahara. El grupo llamó a su descubrimiento Elemento de Activación Específico de Synergid de MYB98 (SaeM). «Me alegró mucho descubrir SaeM, ya que es el punto de partida para explorar los genes necesarios para impulsar MYB98».
Sus esfuerzos dieron sus frutos cuando descubrieron que SaeM estaba presente en casi todas las especies de plantas . El grupo se dio cuenta de que esto significaba que su investigación podría ayudar con el importante problema de los defectos de formación de semillas, el subdesarrollo o el crecimiento defectuoso de las semillas. Los defectos de formación de semillas a menudo son causados por el aislamiento reproductivo, una serie de mecanismos que impiden la reproducción exitosa entre diferentes poblaciones de plantas. Al modificar SaeM, puede ser posible prevenir este aislamiento reproductivo y crear híbridos útiles a través del cruzamiento.
El hallazgo también podría mejorar las tasas de fertilización y resolver problemas de incompatibilidad cruzada en algunas especies de cultivos. La incompatibilidad se produce por la falla del proceso de fertilización adecuado cuando la flor se poliniza con pólenes de diferentes especies. Una de las razones de la incompatibilidad es que el tubo polínico en crecimiento puede no detectar las señales del óvulo. El elemento recién descubierto podría ser útil para activar y potenciar la expresión de genes responsables de la síntesis de la señal. Esto puede ayudar a producir semillas en líneas que de otro modo serían incompatibles.
«El descubrimiento sin duda beneficiará a la industria de producción de semillas», dijo Kasahara. «Puede ayudar a mejorar las tasas de fertilización de las plantas que son relativamente menos eficientes en términos de atracción del tubo polínico hacia los óvulos. Nuestra investigación tiene el potencial de mejorar la fertilización y el proceso inicial de desarrollo de semillas «.
Kasahara está entusiasmado con los usos potenciales de su investigación. «Los nuevos descubrimientos, como este, a menudo abren caminos que aún no se han realizado», dijo. «Nuestro equipo es muy ambicioso y está abierto a la aplicación práctica de este nuevo descubrimiento».
El artículo se publica en la revista Frontiers in Plant Science .
Más información: Prakash Babu Adhikari et al, Descubrimiento de un elemento regulador cis SaeM involucrado en la regulación dinámica de MYB98 específico de sinérgico, Frontiers in Plant Science (2023). DOI: 10.3389/fpls.2023.1177058
