17/4/2008

Nota del CSIC

CSIC: Nuevos datos sobre la meiosis del trigo pueden propiciar el desarrollo de variedades resistentes a la sequía o a enfermedades

El estudio concreta cómo actúa el locus Ph1, elemento clave para que la meiosis del trigo se realice con éxito

Madrid, 15 de abril, 2008 Un grupo, con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha identificado uno de los factores clave para que la meiosis (división celular que conduce a la formación de células sexuales) del trigo se produzca correctamente. Los resultados del estudio, que contribuyen a mejorar el conocimiento sobre este proceso fundamental en la eficiencia de los cultivos del cereal, abren la posibilidad de diseñar nuevas variedades de trigo resistentes a enfermedades propias de esta especie y más tolerantes ante condiciones ambientales desfavorables, como la sequía. La investigación aparece publicada en el último número de la revista PNAS.

El estudio cuenta con la participación de la investigadora del CSIC Pilar Prieto, que trabaja en el Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC), en Córdoba. El trabajo, que sigue anteriores investigaciones, aporta nuevos
datos sobre cómo funciona el locus Ph1, una posición fija del cromosoma 5B del trigo, responsable de asegurar que en la meiosis los cromosomas homólogos se reconozcan.

Los organismos en los que existe reproducción sexual poseen dos copias idénticas de cada cromosoma, los conocidos cromosomas homólogos. Durante la meiosis, estos cromosomas se asocian en pares, se alinean
íntimimamente y se produce un intercambio de material genético entre ellos (la recombinación). Después, se segregan y dan lugar a los gametos, las células sexuales (en el ser humano, óvulo y espermatozoide), que llevan una copia de cada cromosoma.

Para que el proceso se complete de forma correcta, es preciso que cada cromosoma reconozca a su homólogo. Según Prieto, en el caso del trigo y las plantas de su familia, la eficiencia y fiabilidad de este proceso de
reconocimiento tiene una influencia fundamental en su fertilidad y es clave para el éxito de los cultivos.

MEJORAS GENÉTICAS

Además de asegurar la fertilidad del cereal, comprender los procesos que tienen lugar durante la meiosis y el estudio del mecanismo de acción del locus Ph1 es crucial para los programas de mejora genética del trigo, según la investigadora del CSIC.

Para desarrollar variedades genéticamente mejoradas, apunta Prieto, hay que manipular el modo de acción del Ph1. Así, es posible introducir en el trigo, mediante cruzamientos genéticos, caracteres de interés agronómico
presentes en otras especies relacionadas con este cereal, como puede ser el centeno. “Estas variedades mejoradas podrían resistir mejor a las enfermedades propias de la especie o ser más tolerantes con condiciones climáticas adversas, como la sequía que actualmente atraviesa España”, afirma la investigadora del CSIC.

El estudio utiliza distintas líneas de trigo en las que una porción de un cromosoma de este cereal ha sido sustituido con ADN de diferentes variedades de centeno, para analizar cómo se asocian dichos cromosomas
modificados.

El objetivo del trabajo era conocer por qué se producen cambios en la conformación del ADN, antes de que los cromosomas homólogos se apareen.

Gracias a técnicas de hibridación y microscopía confocal, que permiten detectar y analizar los fragmentos específicos de centeno en el núcleo del trigo, los autores observaron que los citados cambios sólo se producen de forma simultánea si los fragmentos cromosómicos son idénticos o casi idénticos. Ph1 es el encargado de controlar y coordinar estos cambios.

Prieto aclara la relevancia del hallazgo: “En ausencia de Ph1, los cambios en el ADN no se producen de forma simultánea en los cromosomas homólogos, sino a distinta velocidad. Esta asincronía entre los homólogos resulta en cromosomas que, si bien son idénticos, no se reconocen entre ellos y, por tanto, no se aparean entre sí”.


Isabelle Colas, Peter Shaw, Pilar Prieto, Michael Wanous, Wolfgang Spielmayer, Rohit Mago y Graham. Moore Effective chromosome pairing requires chromatin remodeling at the onset of meiosis PNAS Doi: 10.1073/PNAS.0801521105.

Pilar Prieto Aranda (Córdoba, 1974) es licenciada en Ciencias Biológicas por la Universidad de Córdoba. Tras realizar su tesis doctoral en el Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC), en colaboración con la Universidad de Córdoba, realizó diversas estancias predoctorales y más de dos años de estancia postdoctoral en el Departamento de Crop Genetics del John Innes Centre de Norwich (Reino Unido), donde se incorporó al grupo que dirige el profesor Graham Moore, director de este trabajo. En la actualidad, es científico titular del CSIC en el Instituto de Agricultura
Sostenible. Sus intereses científicos integran estudios básicos de meiosis en cereales (fundamentalmente en trigo pero también en arroz, cebada y centeno) utilizando técnicas citogenéticas, moleculares y de microscopía confocal para manipular el apareamiento cromosómico. Una aplicación directa de estas investigaciones será generar líneas de trigo mejoradas para caracteres de interés agronómico y que puedan también ser utilizadas por la
comunidad científica en otros programas de mejora.

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