Un equipo de científicos dirigido por la genetista de maíz de la Universidad de Missouri, Paula McSteen, ha identificado un gen esencial para formar las mazorcas en el maíz.
La nueva investigación, que aparece en la revista planta molecular , extiende la creciente comprensión biológica de cómo se desarrollan las diferentes partes de las plantas de maíz, que es información importante para un cultivo que es un pilar del suministro mundial de alimentos.
"El maíz es un cultivo de vital importancia, y las mazorcas son el órgano más crucial para el rendimiento de las plantas. Conocer los genes que controlan este proceso y cómo funcionan juntos a nivel molecular es crucial para los esfuerzos para aumentar el rendimiento de los cultivos", dijo McSteen, quien es profesor asociado de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias e investigador principal en el Centro de Ciencias de la Vida Christopher S. Bond. "Es probable que la información que obtenemos del maíz también sea aplicable a otros cereales, incluidos el arroz y el trigo, porque también forman granos en las ramas "
Los investigadores encontraron que un gen llamado estéril estéril2, o ba2, afecta el desarrollo de meristemos axilares, que son células especiales que dan lugar a las mazorcas. A medida que crece una planta de maíz, estas células se forman en los nodos a lo largo del tallo.se ven como pequeños surcos, o hendiduras, en el tallo. Cuando la planta está lista para hacer mazorcas, estas células comienzan a dividirse y brotar del tallo. Estos cogollos se alargan para formar los brotes de las orejas y finalmente se convierten en las mazorcas cosechables. El procesose inicia mediante el suministro de una hormona, llamada auxina, a los nodos que les indica a las células que produzcan oídos
Para encontrar los genes necesarios para producir órganos como orejas o cualquier otra cosa, los genetistas buscan plantas que no puedan producir el órgano correctamente. Las plantas con mutaciones en el gen ba2 nunca hacen orejas, de ahí el nombre de "tallo estéril".no tiene los surcos donde se formarían las mazorcas, lo que sugiere que el gen funciona temprano, antes de que se forme la yema del oído. El mutante ba2 fue descubierto en una gran pantalla genética para las plantas de maíz que no pueden hacer mazorcas, y el gen fue identificado por mapeo molecularal cromosoma 2.
Pantallas anteriores como esta identificaron una mutación en un gen diferente, llamado estéril estéril1 o ba1, que también es esencial para hacer un oído. Este otro gen juega un papel clave en una vía de señalización molecular que controla el desarrollo del oído.Las plantas de tallo estéril recientemente identificadas tienen un problema diferente, los investigadores realizaron cruces genéticos, conocidos como una prueba de complementación, y concluyeron que el fenotipo que observaron en su planta fue causado por una mutación en un gen totalmente diferente.
"Curiosamente, este es realmente un caso de objetos perdidos", dijo McSteen. "Encontramos que nuestra mutación había sido identificada y caracterizada anteriormente en 1930, pero se había perdido en algún momento en los años intermedios. Es emocionante tenerpude redescubrirlo y agregarlo nuevamente al stock "
A través de una serie de análisis adicionales, los científicos descubrieron que el gen ba2 interactúa genéticamente con el gen ba1 y que las proteínas correspondientes forman un complejo. Ba2 también interactúa con otros genes conocidos por regular ba1. Juntos, estos hallazgos demuestran que ba2 esen la misma vía de señalización molecular que ba1 y que los dos genes trabajan en conjunto para regular el desarrollo de los oídos.
"El objetivo final es identificar a todos los actores genéticos involucrados en el control de cómo y cuándo se hacen las mazorcas de maíz. Al identificar este nuevo gen y demostrar que forma un complejo con BA1 para controlar el desarrollo de meristemas, hemos podido traeresta importante historia más allá de lo que se había conocido anteriormente ", dijo McSteen.
Otros investigadores involucrados en el estudio incluyeron a Andrea Skirpan con Penn State University; Brian Waddell y Simon Malcomber con California State University; y Hong Yao, Michaela S. Matthes, Norman Best, Tyler McCubbin, Amanda Durbak y Taylor Smith con la Universidadde Missouri.
En un artículo de revisión adjunto en el mismo número de la revista, McSteen y sus colegas describen el estado actual de la investigación genética sobre auxina en maíz, arroz y Arabidopsis. La revisión se centra en particular en los genes que se sabe que están involucrados enen "la hormona auxina y llevarla al lugar correcto en la planta.
"La auxina es importante de entender porque controla todo. Comprender la función de los genes involucrados en la síntesis, el transporte y la señalización de la auxina ha sido difícil debido a la redundancia en la función y expresión génica. Pero ahora con nuevas herramientas de edición de genes,Al igual que la tecnología CRISPR, todos están entusiasmados por poder hacer esto ", dijo McSteen.
La investigación fue financiada por becas de la National Science Foundation.
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Materiales proporcionado por Universidad de Missouri-Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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