Durante el cultivo de cereales silvestres como el arroz para uso agrícola humano, se han seleccionado varios rasgos relacionados con la domesticación a lo largo del tiempo. Estos incluyen un hábito de crecimiento vertical, la capacidad de la planta de mantener sus semillas cuando está madura en lugar de dispersarsey la falta de aristas, que son cerdas que crecen a partir de espigas. Las especies de arroz cultivadas de Asia y África comparten estos rasgos a pesar de su aislamiento geográfico entre sí. Esto sugiere la utilidad de los rasgos en la promoción de la agricultura. De hecho, la falta de toldo ayuda a plantar, cosecha y almacenamiento de semillas.
Recientemente se demostró que el desarrollo del toldo se ha perdido a través de la selección humana en conjuntos de genes que difieren entre el arroz asiático y africano. Sin embargo, el mecanismo subyacente de este proceso no estaba claro. Un equipo de investigación internacional ha identificado un péptido señal expresado en elespiguilla de arroz flor que se requiere para el alargamiento del arroz en el toldo. La pérdida de la función de este péptido después de mutaciones genéticas es responsable de la falta de toldo del arroz asiático cultivado. El estudio se informó recientemente en PNAS .
Los investigadores utilizaron una técnica de mapeo genético para identificar una región en el cromosoma 8 del arroz que parecía responsable del alargamiento del awn en un cruce de reproducción entre los padres de arroz africanos y asiáticos sin awn. El análisis metódico de la región identificó el gen RAE2, que codifica una proteína relacionadaa péptidos específicos de plantas que se sabe que controlan el desarrollo de las plantas. El péptido RAE2 demostró ser funcional en arroz africano cultivado pero disfuncional en arroz asiático cultivado.
Una comparación de secuencias de aminoácidos entre RAE2 y péptidos relacionados de otras plantas, incluidos los pastos con toldo, reveló seis residuos de cisteína que permiten que el péptido forme una estructura particular. Sin embargo, el péptido presente en el arroz asiático sin aristas carecía de dos residuos de cisteína ".Comparamos la secuencia de ADN de RAE2 en diferentes poblaciones de arroz, y encontramos una región rica en GC propensa a la variación genética que codifica proteínas con residuos de cisteína variables y, en consecuencia, diferentes longitudes ", dice el primer autor Kanako Bessho-Uehara". Esta variación interrumpe.la función de la proteína y conduce a la falta de toldo en el arroz asiático, pero no en el arroz africano ". La ausencia de toldo en este último involucra a otro gen, RAE3.
La enzima de procesamiento SLP1 escinde el péptido RAE2 inmaduro en la espiguilla de arroz para promover el alargamiento del awn. "Especulamos que RAE2 une un receptor para mediar el alargamiento del awn, y que también puede inducir el desarrollo de haces vasculares", dice el autor correspondiente Motoyuki Ashikari"Nuestros resultados muestran que el toldo puede usarse para ver el papel de la selección humana en la agricultura temprana y la domesticación de cereales".
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Materiales proporcionados por Universidad de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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