Producción de cultivos en maíz influenciado por el inesperado gen ‘Luz de la luna’

El maíz es un cultivo básico que proviene de orígenes humildes. Si observas su ancestro salvaje, el teosinte, la planta parece casi irreconocible. La selección humana ha persuadido a la planta de maíz para que crezca de una manera que produzca mayores rendimientos y pueda ser cosechada más eficientemente.

ero los científicos y los agricultores están buscando formas, frente al cambio climático, el crecimiento de la población y otros factores, para optimizar aún más los rendimientos de maíz.

Ahora, los investigadores del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) han identificado una relación entre el rendimiento de los cultivos en la planta de maíz y la actividad genética específica asociada con una de las vías metabólicas de la planta. El descubrimiento tiene implicaciones para el fitomejoramiento , lo que potencialmente abre la puerta a plantas de maíz cada vez más resistentes y de mayor rendimiento .

El profesor de CSHL David Jackson y su equipo han conectado el gen RAMOSA3 a la ramificación, lo que puede afectar su rendimiento. Cuando una planta de maíz tiene demasiadas ramas, gastará más energía para hacer esas ramas y menos en producir semillas. Más ramas a menudo significa rendimientos más bajos o menos eficientes.

Las mazorcas, la parte del maíz que comemos, normalmente no están ramificadas en absoluto, simplemente forman una mazorca recta. Pero los mutantes de maíz que no tienen el gen RAMOSA3 pueden terminar con orejas ramificadas de aspecto retorcido.

Jackson y su equipo inicialmente plantearon la hipótesis de que la enzima que codifica RAMOSA3, llamada TPP, y un fosfato de azúcar llamado T6P en el que actúa el TPP, probablemente sean los responsables de la ramificación del oído. Aunque la función precisa de T6P sigue siendo “en gran parte esquiva”, los científicos creen que tiene propiedades de señalización.

Producción de cultivos en maíz influenciado por el inesperado gen 'moonlighting'
Las orejas maduras representativas de maíz genéticamente inalterado, el maíz con el gen tpp4 bloqueado, el maíz con el gen ra3 bloqueado y el maíz con los genes ra3 y tpp4 bloqueados. La ramificación en la oreja se observó cuando los investigadores bloquearon genes vitales en comparación con el maíz normal inalterado. Crédito: Cold Spring Harbor Laboratory

Luego, en un giro sorprendente, encontraron que un gen relacionado, TPP4, también ayuda a controlar la ramificación, pero el efecto de ese gen no estaba relacionado con su actividad enzimática. Se preguntaron si lo mismo podría ser cierto para RAMOSA3 y su propia actividad enzimática. Para dar seguimiento a esto, bloquearon solo la actividad de la enzima asociada con RAMOSA3, y no el gen en sí, y obtuvieron las mazorcas de maíz de aspecto normal. Esto indica que aunque RAMOSA3 controla la actividad de la enzima, parece que la actividad de la enzima no es responsable de controlar la ramificación. Por lo tanto, el gen puede estar “iluminado por la luna” con una actividad oculta, explica Jackson. La pregunta de qué puede implicar ese rayo de luz es un punto de partida para futuras investigaciones .

Los hallazgos del equipo fueron publicados en Nature Plants . Su trabajo podría conducir a mejores rendimientos de los cultivos y una cosecha más eficiente para la planta de maíz, así como para otros cultivos, como el arroz y la quinua.

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