CIENCIA

El INTA avanza sobre el genoma de la célula vegetal

Mediante técnicas de inducción de mutaciones, detectaron genes mutadores que permiten obtener variabilidad en sectores específicos del genoma de las plantas.
19 de Junio de 2019

Para aumentar la variabilidad existente en plantas cultivadas, una de las estrategias que puede utilizarse es a través de Técnicas de Mutaciones Inducidas (TMIs), que consisten en la aplicación de estreses físicos o químicos capaces de provocar daños en el genoma por encima de la capacidad de reparación de las células.

En el mundo, las primeras investigaciones sobre estas técnicas datan de fines de la década del 30, mientras que, en el Instituto de Genética "Ewald Favret" del INTA, también tienen una larga tradición y este año se celebran siete décadas de continuidad en el estudio de estas técnicas y su aplicación en plantas cultivadas. 

Otra forma de incrementar la variabilidad disponible, cuya aplicación está mucho menos extendida que la de las TMIs, es a través del uso de plantas que presenten algún defecto en los genes encargados de reparar los daños que suelen ocurrir en el ADN por fenómenos naturales. Al tener impedidas algunas funciones de reparación del ADN, en estas plantas se originan más errores de lo habitual, algunos de los cuales quedan finalmente fijados como mutaciones. Los genes que las originan se denominan Genes Mutadores.

De ambas maneras, es posible acelerar la tasa de mutaciones por encima de la natural y, así, obtener una explosión de nueva variabilidad. "En las siguientes generaciones, nuestra tarea es seleccionar aquellas plantas mutantes que portan alelos útiles, ya sea para investigar la funcionalidad de algunos genes o la base genética de determinados caracteres", explicó Alberto Prina, investigador del Instituto de Genética del INTA, al tiempo que añadió: "Luego, estos conocimientos y los nuevos materiales originados podrán ser utilizados para la obtención de plantas con características agronómicas mejoradas".

Exploración del genoma de los cloroplastos

En los cloroplastos tiene lugar el proceso de fotosíntesis, una función esencial para las plantas y, en gran medida, para la vida en el planeta tal como existe en la actualidad. Junto con las mitocondrias, estas organelas están ubicadas en el citoplasma de la célula vegetal y contienen su propio ADN.

El pequeño genoma de los cloroplastos retuvo un escaso número de genes -algo más de 100 genes- de los que originalmente portaba el organismo procarionte que le dio origen, una cianobacteria que, de acuerdo con la teoría endosimbiótica, fue fagocitada por una célula eucariótica ancestral a partir de la cual evolucionaron a lo largo de un período que se calcula cerca de mil millones de años.

"Muchos detalles de la funcionalidad de los genes del plastoma no son conocidos y su variabilidad genética, que es muy escasa, ha sido muy poco utilizada para el mejoramiento de los cultivos", comentó Prina.

Sin embargo, un equipo de investigadores del Instituto de Genética del INTA halló la excepción a la regla al identificar un gen que desestabiliza la genética del cloroplasto. La detección se logró mediante TMIs y permitió obtener nueva variabilidad en sectores del genoma de las plantas de los que, por ausencia de variantes, aún hoy se desconocen muchos detalles de su funcionalidad.

En tanto, Alejandra Landau, actual responsable de la línea de investigación en el Instituto de Genética del INTA, destacó: "Además de inducir un amplio espectro de mutantes deficientes en clorofila con base genética en los cloroplastos, hemos comprobado que el cpm, a su vez, induce una enorme cantidad de polimorfismos moleculares en el plastoma".

Un estudio reciente -presentado por Franco Lencina, investigador del Instituto de Genética del INTA, en el marco de su tesis doctoral- echó luz sobre el efecto que causa el cpm sobre la recombinación de secuencias particulares del plastoma, como el gen rpl23 y su pseudogen.

"Esto significa que, además de un aumento de la tasa de mutaciones, el cpm incrementó notablemente la tasa de recombinación entre segmentos parecidos que habitualmente no deben recombinar", explicó Lencina, al tiempo que aseguró: "Este fenómeno puede ser de trascendencia para la incorporación de genes en el plastoma a través de técnicas biotecnológicas".

Fuente: INTA Informa