Waterhemp y Palmer amaranth, dos malezas agresivas que amenazan el suministro de alimentos en América del Norte, son cada vez más difíciles de matar con herbicidas disponibles comercialmente. Un enfoque novedoso conocido como control genético podría algún día reducir la necesidad de estos productos químicos. Ahora, los científicos estánun paso mas cerca.
En un estudio publicado hoy en Ciencia de malezas , investigadores de la Universidad de Illinois identificaron firmas genéticas que distinguen el cáñamo masculino y las plantas de amaranto de Palmer de las hembras. El descubrimiento es una parte crucial del desarrollo de un sistema de control genético para las malas hierbas dañinas.
El objetivo de los investigadores es introducir algún día plantas masculinas genéticamente modificadas en una población para aparearse con hembras salvajes. Las plantas masculinas modificadas contendrían un impulso genético, un segmento de ADN que codifica la masculinidad, que se transmitiría a todos sus descendientes, y su descendencia, y así sucesivamente. En última instancia, todas las plantas de una población dada se volverían masculinas, la reproducción cesaría y las poblaciones colapsarían.
Es una estrategia controvertida, pero Pat Tranel, el científico de la U de I que dirige el proyecto, dice que todavía están en las primeras etapas.
"Es importante enfatizar que no estamos a punto de lanzar cáñamo modificado genéticamente y Palmer. Estamos haciendo una investigación básica que podría informar cómo podríamos hacer eso", dice Tranel, profesor y jefe asociado del Departamento de Ciencias de Cultivosen la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente de la U de I.
Agrega que el equipo no ha encontrado el gen o genes específicos para la masculinidad en ninguna de las especies. En cambio, identificaron pequeñas secuencias genéticas asociadas con una región masculina, presumiblemente en un cromosoma particular. Piensan que el gen o genes específicos parala masculinidad se encuentra en algún lugar dentro de esa región.
En el estudio, los investigadores cultivaron 200 plantas de cada especie y cada sexo, luego extrajeron el ADN y determinaron si alguna secuencia era exclusiva de un sexo determinado.
"Encontramos secuencias presentes en machos de cáñamo y Palmer que no se encontraban en hembras, pero no en secuencias específicas de hembras. Luego tomamos machos conocidos de otras poblaciones y buscamos las secuencias, estaban allí", dice Tranel ".Nuestras secuencias no solo funcionaron, sino que confirmaron que los machos son el sexo heterogamético en estas plantas ", dice Tranel.
En los humanos, los machos tienen un cromosoma X e Y, y los gametos masculinos, los espermatozoides, contribuyen con una X o una Y a la próxima generación. Las hembras tienen dos cromosomas X, y cada huevo lleva una X. Los machos son heterogaméticos; las hembras, homogamética. Del mismo modo, el cáñamo macho y las plantas de amaranto de Palmer producen polen con la región Y específica del macho o no.
"El hecho de que los hombres sean del sexo heterogamético sugiere que la masculinidad es dominante. Eso es bueno porque es más fácil controlar el rasgo masculinidad si el gen de ese rasgo es dominante", explica Tranel. "Cuando lleguemos al puntode identificar los genes específicos para la masculinidad, serían un objetivo obvio para un impulso genético en el que se podría propagar ese gen de la masculinidad en la población ".
Mientras tanto, sin embargo, tener un conjunto de secuencias genéticas que puedan identificar con precisión a los machos antes de la floración podría ayudar a los investigadores a comprender mejor la biología de las plantas y su respuesta al medio ambiente. Por ejemplo, Tranel dice que el descubrimiento podría ayudar a determinar silas malas hierbas pueden cambiar de sexo bajo ciertas condiciones o si un sexo es más sensible a los herbicidas. Ambos conceptos han sido propuestos por investigaciones anteriores o informes anecdóticos.
Además de seguir estas preguntas básicas, el equipo de Tranel ahora está trabajando para encontrar la aguja en el pajar: el gen de la masculinidad dentro de la región masculina. Cuando lo encuentren, llevará tiempo antes de que el control genético del cáñamo y el amaranto palmer puedan convertirseuna realidad. E incluso entonces, Tranel dice que seguirá siendo importante utilizar todas las herramientas en la caja de herramientas de gestión de malezas.
"Nunca vería esto como un reemplazo de todas nuestras otras estrategias", dice. "Pero es genial imaginar esto como parte de la solución".
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Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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