agosto 12, 2022

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La translocación en el cromosoma 6 causa anomalías durante la meiosis y menos semillas en la sandía

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Crédito: Unsplash / CC0 Public Domain

La sandía (Citrullus lanatus) es un cultivo hortícola de importancia económica y una de las cinco frutas frescas más consumidas en el mundo. 


por la Universidad Agrícola de Nanjing


En comparación con los cultivares tradicionales con semillas, los consumidores prefieren la sandía sin semillas, presenta una mejor calidad de la fruta y proporciona un mayor beneficio económico a los productores.

Investigación sobre rasgos sin semillas para el fitomejoramiento se centra cada vez más en enfoques moleculares y biotecnológicos. Sin embargo, solo unos pocos mutantes de frutas sin semillas se han caracterizado en cultivos valiosos desde el punto de vista agronómico y hortícola y están disponibles para su uso en el mejoramiento de cultivos. Las sandías sin semillas convencionales son principalmente triploides, lo que tiene muchas desventajas: 1) el tedioso proceso de producción de semillas F1 triploides comerciales; 2) el bajo rendimiento y el costo relativamente alto de las semillas F1; 3) la dificultad de germinar semillas F1 y cuidar sus plántulas; y 4) la madurez tardía de las plantas resultantes. Las sandías diploides sin semillas se pueden producir mediante la mutación de genes reproductivos específicos o por translocación cromosómica, lo que conduce a defectos durante la meiosis. Sin embargo, los mecanismos detallados que subyacen a la formación de sandía diploide sin semillas siguen siendo en gran parte desconocidos.

La nueva línea de translocación cromosómica espontánea «148» exhibe un fenotipo de menos semillas en su híbrido F1 pero produce semillas normalmente cuando se autofecunda. Los resultados de la polinización cruzada mostraron que la reducción del número de semillas en la línea híbrida F1 «2018-z-4» fue causada por la semiesterilidad de los gametos femeninos. Para investigar más a fondo la causa de la semi-esterilidad de los gametos en la línea «2018-z-4», se evaluó cuidadosamente el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis, revelando que la semi-esterilidad de los gametos fue causada por la translocación recíproca de los cromosomas.. La resecuenciación del genoma completo y el análisis de mapeo genético revelaron que la translocación de una región de 2,09 Mb en el cromosoma 6 causó defectos durante la meiosis, lo que llevó a la formación de sandía diploide sin semillas. Sin embargo, la longitud mínima del fragmento requerida para la producción de menos semillas de sandía por translocación cromosómica aún no se ha confirmado.

La inducción artificial de la translocación cromosómica se ha realizado con éxito en Arabidopsis y maíz utilizando tecnología mediada por CRISPR-Cas9. «La tecnología de edición del genoma CRISPR-Cas9 tiene un gran potencial para reestructurar los genomas de la sandía para producir sandía sin semillas», dijo Li Yuan, profesor del Laboratorio Estatal Clave de Biología del Estrés de Cultivos para Áreas Áridas. Por tanto, las tecnologías de edición del genoma pueden facilitar la reproducción de sandía con menos semillas.

Los científicos propusieron un modelo para el fenotipo de sandía con menos semillas y los cambios subyacentes en la meiosis durante el desarrollo de la semilla. Este estudio proporciona un método nuevo y prometedor para la reproducción de sandía diploide sin semillas, así como una referencia de tamaño de fragmento para la reproducción de  sandía con menos semillas a través de la translocación cromosómica inducida artificialmente .

La investigación fue publicada en Horticulture Research .



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