PLANTAS VIGORIZADAS.

7 de Julio de 2011.

Uno de los elementos clave de la Revolución Verde -cuando una serie de iniciativas agrícolas aumentó dramáticamente la productividad agrícola en todo el mundo- fue el aprovechamiento del vigor híbrido. Este fenómeno ocurre cuando el cruce de dos cepas puras dan como resultado una descendencia con cualidades superiores.

Plantas sanas. Crédito: iStockphoto.com / Tomas Beric

El profesor David Baulcombe, profesor de Botánica en el Departamento de Ciencias Vegetales, espera que una nueva comprensión molecular del vigor híbrido podría respaldar una tecnología basada en modificaciones de la planta para evitar la escasez de alimentos en el futuro. Esta vez, según él, "será posible predecir con exactitud que los padres producirán los mejores híbridos y para afinar los aspectos de esa mejora, si se trata de los rendimientos, la tolerancia a la sequía o la resistencia a enfermedades."

LAS PLANTAS TIENEN DEMASIADOS RECUERDOS.

La historia comienza con un pequeño ácido ribonucleico de interferencia (siRNA). Las plantas, como los animales, han desarrollado mecanismos para prevenir las enfermedades y "recordar" las infecciones pasadas. Una de las defensas de las plantas más importantes en contra de los virus, descubierta por el profesor Baulcombe, se llama ARN de silenciamiento.

Las células vegetales reconocen el material genético extraño del virus, copia de una sección del ADN viral en el siRNA y lo utilizan como un "factor determinante de especificidad". El siRNA se une al material genético del virus y, más bien como izar una bandera molecular para identificar el merodeador, produce una proteína llamada Argonauta para atar y evitar que el virus trabaje.

"Así como nuestro sistema inmunológico puede ser preparado por una infección, de modo que podamos combatir más rápido la próxima vez, las células vegetales retienen el siRNA como un medio acrecentado de respuesta de defensa la siguiente vez que la planta vea al invasor", explicó el profesor Baulcombe.

 "Comprender esto abre la posibilidad de aprovechar el proceso para proteger las plantas contra las enfermedades virales , facilitando asi a la planta con el siRNA para que sea permanente y genéticamente capaz de luchar contra la enfermedad a pesar de que nunca la ha visto."

 Resulta que el proceso es de interés no sólo como un medio para proteger los cultivos de los patógenos, sino también porque, en las plantas modernas, el ARN silenciador se ha diversificado en un mecanismo que las protege de los efectos de "egoísmo" del ADN. Este proceso parece estar en el corazón del vigor híbrido.

LA LIBERACIÓN DEL POTENCIAL LATENTE.

Durante millones de años, las plantas han adquirido piezas de ADN basura - algunas son reliquias del pasado de las infecciones virales, otros elementos móviles capaces de "saltar" de todo el genoma, todos se llaman egoístas, ya que, dependiendo de donde van a parar, El ADN basura puede activar o suprimir genes. Las plantas utilizan el ARN silenciador para apagar el ADN egoísta en sus genomas.

"Ahora nos damos cuenta que debido a las diferentes variedades de la misma planta tienen un ADN diferente egoísta y diferentes siRNAs para luchar contra él, esto podría ser un mecanismo para explicar los misterios del vigor híbrido", dijo el profesor Baulcombe. "El cruce de dos variedades resulta en una mezcla de siRNA que es diferente a la de cualquiera de los padres. En algunos casos, la nueva óptima combinación resulta la combinación correcta de genes dentro y fuera y resulta en una descendencia que es mejor que cualquiera de los padres. "

Con el beneficio de las secuencias de ADN recientemente disponible de muchos cultivos, el equipo del profesor Baulcombe están comenzando a explotar esta nueva comprensión de la predicción de que la mezcla de siRNA producira progenies mejoradas.

En su punto de mira es una idea de cómo el fitomejoramiento futuro podría cambiar drásticamente, por ser capaz de predecir en una escala molecular sin precedentes cómo los fitomejoradores pueden mejorar los cultivos por la liberación del potencial latente en el genoma de la planta.

Fuente: University of Cambridge, Physorg.