Los investigadores han transformado genéticamente la onagra común Primula vulgaris por primera vez en un desarrollo que podría arrojar luz sobre uno de los sistemas reproductores más famosos del mundo de las plantas.
La complicada vida sexual de Primula fue un tema que fascinó a Charles Darwin y a las generaciones de genetistas que lo siguieron porque es uno de los mejores ejemplos de desarrollo de flores heteromórficas.
Heteromorphy o heterostyly es un fenómeno en el que las plantas exhiben dos o tres formas distintas de flores basadas en la posición de los órganos sexuales masculinos y femeninos. Ahora, algunos de los secretos que eludieron a Darwin podrían revelarse tras el éxito biotecnológico anunciadopor investigadores del Centro John Innes, la Universidad de East Anglia UEA y el Instituto Earlham.
La tecnología conocida como transformación de plantas mediada por Agrobacterium implica el uso de bacterias del suelo para insertar o modificar genes en el genoma de una planta. La transformación genética es una herramienta valiosa que permite a los investigadores estudiar la función genética y las características genéticamente controladas en los organismos.
Es un método de investigación utilizado habitualmente en organismos modelo como Nicotiana benthamiana y Arabidopsis thaliana para comprender el funcionamiento molecular de las plantas. Sin embargo, estas especies no se pueden utilizar para estudiar la heteromorfía porque sus flores son todas homomórficas, lo que significa que pueden-abonar.
"Ahora tenemos un sistema de transformación que podemos usar herramientas de edición de genes como CRISPR-Cas9 para determinar exactamente cuál es la función del gen que controla la heteromorfia en la familia Primula", dice Sadiye Hayta, del Centro John Innes.
"A más largo plazo, puede haber implicaciones para los cultivos comerciales. Si entendemos el papel de estos genes diferentes, podríamos llevarlos a un cultivo comercial y usarlo en un sistema híbrido", agrega.
Hasta ahora, los intentos de transformar Primula no han tenido éxito porque la planta ha demostrado ser resistente a la regeneración de laboratorio de plantas enteras a partir del cultivo de tejidos.
Los nuevos protocolos de transformación informados en la revista revisada por pares Métodos de planta permitirá a los científicos de hoy estudiar la Primula a nivel molecular.
La planta con flores es uno de los ejemplos más conocidos de desarrollo de flores heteromórficas. Este sistema reproductivo cautivó no solo a Darwin sino a muchos genetistas destacados de principios de 1900, incluido William Bateson, el primer director del Centro John Innes y sus colegas JBS Haldane,Cyril Darlington y Dorothea de Winton.
Darwin, en un artículo histórico de 1862, descubrió la importancia funcional de las diferentes formaciones anatómicas: hicieron que las plantas fueran autoincompatibles. Esta es la forma en que la naturaleza promueve la polinización cruzada para mantener la variación genética en la población, impulsando la selección natural.
La investigación fundamental sobre heteromorfía ha continuado. En un trabajo de investigación en 2016, un equipo del Centro John Innes - Universidad de East Anglia dirigido por el profesor Philip Gilmartin identificó el supergen S-Locus que controla la heteromorfia según lo descrito por Darwin.
Armados con este conocimiento fundamental y un sistema de transformación recientemente anunciado, los científicos pueden profundizar en los misterios de la heteromorfía.
El coautor Mark Smedley, del Centro John Innes dice: "No todos los días puedes trabajar en un artículo que hace referencia a Darwin. Esta es una historia fundamental que los científicos han estado tratando de desentrañar durante 200 años".
El profesor Philip Gilmartin de la UEA, cuyo laboratorio comenzó en esta misión científica hace más de 20 años, dijo: "El desarrollo de un sistema de transformación de Primula es un componente importante del estudio a largo plazo de nuestro laboratorio para identificar y caracterizar los genes quecontrolar el desarrollo de las dos formas de flor de Primula estudiadas por Charles Darwin "
Es una investigación que habría entusiasmado a Darwin. Hacia el final de su ilustre carrera, comentó el autor de El origen de las especies :
"No creo que nada en mi vida científica me haya dado tanta satisfacción como descifrar el significado de la estructura de estas plantas"
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Materiales proporcionados por Centro John Innes . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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