junio 28, 2022

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La producción de arroz depende del gen TAB1, según los investigadores

La producción de arroz depende del gen TAB1, según los investigadores
El mutante tab1, en el que se pierde la función del gen TAB1, no forma un óvulo. Crédito: Wakana Tanaka, Universidad de Hiroshima

El arroz ha sido durante mucho tiempo un alimento básico para más de la mitad de la población mundial. Las Naciones Unidas incluso declararon el 2004 como el Año Internacional del Arroz para crear conciencia y alentar la acción para proteger y promover el cultivo para una población en rápido crecimiento. 


por la Universidad de Hiroshima


Más recientemente, la ONU y el Instituto Internacional de Investigación del Arroz co-convocaron la Plataforma de Arroz Sostenible para conectar a las partes interesadas en todos los sectores con el objetivo de producir más arroz de manera sostenible y asequible.

El arroz es antiguo, con evidencia arqueológica que data de unos 10.000 años. Los cultivos modernos se han diseñado a lo largo de los años para mejorar la productividad y la resiliencia, con base en la experiencia de los agricultores y con la comprensión científica de los investigadores. Sin embargo, la guía genética que utiliza el arroz para crecer y reproducirse aún no se comprende por completo. Ahora, un equipo de investigación con sede en Japón está aprendiendo más, incluso cuán crítico es un gen para que la planta desarrolle granos de arroz, que sirven como semillas y alimento.

Publicaron sus hallazgos el 17 de diciembre de 2021 en Development .

«Las plantas tienen una capacidad única para producir órganos laterales, como hojas y órganos florales , de forma continua a lo largo de su ciclo de vida», dijo la coautora Wakana Tanaka, profesora asistente del Programa de Alimentos y Ciencias Agrícolas de la Escuela de Graduados de Ciencias Integradas de la Universidad de Hiroshima. por vida. «Esta capacidad depende de la actividad de las células madre pluripotentes, que se autorrenuevan para mantener un número constante en coordinación con la diferenciación de órganos en la planta. Nuestra comprensión del mecanismo subyacente al mantenimiento de las células madre estaba progresando en la planta de berro thale, otra planta modelo , pero nuestro conocimiento de estos mecanismos en el arroz era insuficiente».

Las flores de arroz contienen órganos florales, incluido el pistilo, que alberga el ovario de la flor. Ubicados en el ovario en la base de la flor, ocultos a la vista, están los óvulos de la flor, que se convierten en semillas de arroz cuando se polinizan.

La producción de arroz depende del gen TAB1, según los investigadores
El gen TAB1 promueve la formación de óvulos al mantener las células madre en los botones florales. Esta función del gen TAB1 eventualmente conduce a la formación de la semilla (grano de arroz). Crédito: Wakana Tanaka, Universidad de Hiroshima

«Dado que todos los órganos florales se derivan de las células madre, que están presentes en los botones florales jóvenes, las células madre deben mantenerse en un número constante hasta que se forme el último órgano floral, el óvulo», dijo Tanaka.

En thale cress, un gen conocido como WUS es esencial para el mantenimiento de las células madre durante las primeras etapas del desarrollo de la flor, cuando se forman el pistilo y los estambres. Los investigadores aislaron previamente una planta de arroz sin el gen homólogo, llamado TAB1, de una población de plantas de arroz mutadas . En este estudio, examinaron más a fondo el mutante sin TAB1 (mutante tab1) y descubrieron que carecía de óvulos.

En un análisis posterior, los investigadores encontraron que en el mutante tab1, las células madre estaban presentes durante la formación de los primeros órganos florales, pero habían desaparecido cuando se formaron los óvulos.

«Este resultado indica que el gen TAB1 es necesario para el mantenimiento sólido de las células madre hasta la última etapa del desarrollo de la flor», dijo Tanaka. «En conjunto, el gen TAB1 juega un papel importante en el mantenimiento de las células madre durante la formación de óvulos, lo que finalmente lleva a la formación de semillas. Esta necesidad directa de actividad de las células madre en la formación de óvulos no se ve en el berro thale, por lo que parece ser exclusivo de arroz.»

Los investigadores planean continuar investigando los genes involucrados en la formación de otros órganos florales.

«Nos gustaría dilucidar los mecanismos completos del mantenimiento de las células madre durante el desarrollo de las flores aclarando el gen», dijo Tanaka. «En el futuro, esperamos contribuir al mejoramiento del arroz utilizando los mecanismos que hemos revelado».



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