Cuando dos líneas endogámicas de maíz se cruzan entre sí, se produce un efecto interesante: la descendencia híbrida tiene un rendimiento significativamente mayor que cualquiera de las dos plantas madre. Los científicos de la Universidad de Bonn ahora han investigado una serie de híbridos genéticamente distintos.Demostraron que la descendencia tenía muchos más genes activos que los padres originales. Estos resultados pueden ayudar en el cultivo de variedades de maíz de mayor rendimiento. Se publican en la revista Biología actual
Los fitomejoradores saben desde hace mucho tiempo que el cruce de diferentes líneas endogámicas tiene un efecto positivo en el rendimiento. Sin embargo, las causas de este llamado "efecto de heterosis" no están claras en gran medida ". Por esa razón, observamos más de cercacombinación híbrida endogámica hace unos años ", explica el profesor Dr. Frank Hochholdinger, del Instituto de Ciencia de Cultivos y Conservación de Recursos INRES de la Universidad de Bonn." Pudimos demostrar que la descendencia híbrida tiene muchos más genes activosque sus padres. Pero en ese momento no sabíamos si esto se aplicaba solo a esta combinación específica de plantas madre, o si era un mecanismo general ".
Por lo tanto, en el presente estudio, los científicos examinaron no solo una, sino seis combinaciones híbridas endogámicas diferentes. Las líneas endogámicas parentales se relacionaron de forma distante y se distribuyeron uniformemente por todo el árbol filogenético del maíz. Esto es casi como emparejar un perro salchicha con un perro pastor, luego un pug, y finalmente con un labrador.
"Hemos analizado qué genes se transcribieron en las plantas originales y cuáles en la descendencia", explica Jutta Baldauf de INRES. "Esto confirmó los hallazgos de nuestro trabajo anterior: los híbridos siempre contenían un número mucho mayor de genes activos quesus padres."
La complementación hace que el maíz sea más productivo
Las plantas de maíz contienen dos variantes de cada gen, también conocidas como alelos. Uno de estos alelos proviene de la hembra, el otro del progenitor masculino. A menudo no son igualmente activos, con una variante que se lee con más frecuencia que la otra.Algunos alelos pueden incluso estar completamente apagados.
Como la propagación de líneas endogámicas significa que son autopolinizadas durante muchas generaciones, los dos alelos de la mayoría de sus genes son idénticos. Esto puede llevar a que ciertos genes no se transcriban en absoluto. Sin embargo, estos genes pueden estar activos enotra línea endogámica. Si estas líneas parentales ahora se cruzan entre sí, los genes activos de uno de los padres complementan los genes inactivos del otro progenitor en la descendencia.
"En promedio, por lo tanto, contamos más genes activos en la descendencia", explica Baldauf. Y no solo unos pocos más: los científicos calculan la ganancia genética en 500 a 600 genes activos adicionales en promedio. El material genético del maíz comprende alrededor40,000 genes en total. "La complementación de los genes SPE, la abreviatura que significa" Expresión monoparental ", podría ser uno de los factores por los que los híbridos funcionan mejor que sus padres", dice el profesor Hochholdinger.
El maíz tiene muchos genes que han permanecido prácticamente sin cambios durante millones de años. Estos genes "viejos" son tan importantes para la planta que las mutaciones en ellos pueden afectar drásticamente el rendimiento de la planta. Por el contrario, la mayoría de los genes SPE se desarrollaron más tarde en el curso de la evoluciónNo asumen funciones clave vitales y, por lo tanto, pueden estar activas en una línea endogámica de maíz, pero no en otra. Muchos de ellos pertenecen a ciertos grupos de los llamados factores de transcripción. Estas son proteínas que regulan la actividad de otros genes.
Los resultados pueden facilitar el cultivo de variedades de maíz de mejor rendimiento en el mediano plazo. "Con los genes SPE, ofrecemos a los productores de plantas marcadores genéticos para este propósito", enfatiza Hochholdinger. "Es posible elegir socios de hibridación específicos en elbase de estos marcadores, que podrían resultar en híbridos de alto rendimiento ". Estos son inmensamente importantes para la nutrición a largo plazo de la creciente población mundial: los expertos anticipan que los rendimientos agrícolas deben aumentar en un 70 por ciento para 2050. El maíz ya es elcultivo más productivo en la actualidad; por lo tanto, juega un papel particularmente importante en la nutrición.
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Materiales proporcionado por Universität Bonn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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