Download Fiche d`actualité scientifique n°375

Actualité scientifique
Scientific news
La apomixia es una
particularidad de algunas
plantas salvajes - la de
producir semillas sin
fecundación ni
recombinación genética
- dando nacimiento a
copias idénticas de la
planta madre. Un método
de reproducción original
que los investigadores del
IRD y sus contrapartes¹
intentan aplicar a especies
de interés agrícola – en su
mayoría asexuales - como
el trigo o el maíz. Esta
revolución evitaría
particularmente a los
productores de los países
del Sur, comprar semillas
cada año.
Pero desarrollar tales
variedades plantea
numerosos retos. ¿En el
caso especial de una
planta asexual puede ésta
prescindir de padre? Un
estudio publicado en la
revista Cell, esclarece esta
interrogante fundamental.
El equipo recién ha podido
comprobar que el embrión
podría desarrollarse sin la
contribución del genoma
paternal. De hecho,
durante las primeras fases
de crecimiento, lo
fundamental de los genes
que se expresan se
heredó de la madre.
Además, las
contribuciones se
reequilibran, pero es
siempre el genoma
materno que distribuye los
roles parentales.
Gracias a estos
resultados, los
investigadores esperan, a
largo plazo, implementar
para los campesinos del
Sur, cultivos cuyas
cualidades seleccionadas
se conservarían de
cosecha en cosecha.
© IRD / Y. Savidan
Mayo 2011
¿Cómo reproducir
semillas de calidad?
© IRD / D. Grimanelli
N° 375
Actualidad cientifica
Los investigadores intentan provocar en las plantas cultivadas tales como el maíz, la multiplicación asexual llamada apomixia, como en el caso de sus primos
salvajes (arriba a la derecha), aquí en México.
Al redistribuir los genes de los progenitores, la
reproducción asexual tiende a hacer desaparecer de una generación a otra, los caracteres
favorables seleccionados en las plantas cultivadas - productividad, vigor, resistencia a la
sequía o a los patógenos. Así pues, es difícil
para el agricultor mantener el rendimiento de un
campo de maíz o trigo año tras año. A cada
nuevo ciclo de cultivo, debe renovar sus semillas.
Más de 25 mil millones de euros al año se
destinan en el mundo para la compra de semillas.
Pero tales gastos son difícilmente realizables
para numerosos productores en los países en
desarrollo.
No más mezclas
Para permitir a los campesinos producir sus propias
semillas, los biólogos del IRD y sus contrapartes¹
intentan aplicar desde hace más de diez años a las
plantas agrícolas, una estrategia reproductiva
original que poseen algunos vegetales salvajes: la
apomixia, que significa etimológicamente “sin
mezcla”. De hecho, esta multiplicación asexual le
permite prescindir de la mezcla genética. Sin fecundación ni meiosis, es decir, sin recombinación genética entre dos plantas parentales, las semillas dan
nacimiento a réplicas exactas de la planta madre.
En la naturaleza, alrededor de 400 especies
recurren a la apomixia, tan variadas como el diente
de león, el mango o inclusive el espino.
¿Una planta asexual puede prescindir de padre?
secuencias entre los dos genomas parentales, el
¿Pero cómo convertir en “apomícticas” las plantas
genes observados, que dicha ARN es producida por
asexuales - como lo son la mayoría de los cultivos?
cromosomas heredados de la madre, y otra por los
Los científicos, al no lograr resultados satisfactorios
del padre. Es así como se pudo cuantificar cada una
por hibridación*, cambian de estrategia: intentan
de las dos contribuciones parentales.
provocar un desarrollo de origen 100% maternal en
Durante el desarrollo embrionario, los roles se
el embrión de una planta asexual, cuyo genoma se
reequilibran progresivamente. Pero aún en este
constituye normalmente de la mitad del ADN de la
caso, es la madre que controla la situación. Durante
madre y el del padre.
estos mismos trabajos, los investigadores identifi-
Este enfoque innovador presenta numerosos
caron los dos mecanismos aplicados por el genoma
desafíos técnicos y también teóricos: ¿puede la
maternal que reprimen y mantienen silenciosos los
planta liberarse completamente del padre, sin que
genes del padre al principio, luego los activan
eso dañe a su desarrollo? En un estudio publicado
gracias a la producción de proteínas particulares.
en la revista Cell, el equipo de investigación
responde positivamente a esta interrogante: durante
las etapas precoces de su desarrollo el embrión
crece esencialmente gracias a los cromosomas
heredados de la madre, los recibidos del padre
permanecen inactivos. En total, más del 90% de las
ARNs², es decir, las moléculas que permiten la diferenciación de los tejidos y órganos del embrión,
resultan ser de origen materna.
Para mayor
Para mayor
información
equipo pudo determinar, para cada uno de los 3000
Contactos
Daniel GRIMANELLI, investigador del IRD
Tel. : + 33 (0)4 67 41 63 76
daniel.grimanelli@ird.fr
Daphné AUTRAN, investigadora del IRD
Tel. : + 33 (0)4 67 41 63 76
daphne.autran@ird.fr
UMR 232, Diversité, Adaptation, Développement des plantes (IRD/Université
Montpellier 2).
Dirección
IRD
911 avenue Agropolis
BP 64 501
34 394 Montpellier Cedex 5
Estos nuevos resultados sugieren que es posible
provocar una clase de multiplicación clonal en especies asexuales. ¿Pero en ausencia de fertilización,
cuál es la señal que desencadena el crecimiento de
Referencias
una semilla? Una vez esta última barrera suprimida,
los investigadores esperan a largo plazo propor-
Autran Daphné, Baroux C., Raissig M.
T., Lenormand T., Wittig M., Grob S.,
Steimer A., Barann M., Klostermeier U.
C., Leblanc Olivier, Vielle-Calzada
J-P., Rosenstiel P., Grimanelli Daniel,
Grossniklaus U. Maternal epigenetic
cionar a los agricultores, en particular de los países
del Sur, plantas alimentarias apomícticas, en las
cuales se fijarían de generación en generación las
Cuando la madre domina
Para elucidar esta cuestión fundamental, los genetistas eligieron la planta modelo denominada Arabidopsis thaliana. Bajo la lupa de su microscopio,
cruzaron dos variedades distintas. Quince horas
después de la fecundación, extrajeron los jóvenes
cualidades agronómicas seleccionadas.
pathways control parental contributions
Arabidopsis early embryogenesis. Cell,
2011. doi:10.1016/j.cell.2011.04.014
to
* ver ficha de actualidad n°11 - Transferencia de la
apomixia al maíz por hibridación: los investigadores se
acercan al objetivo
embriones. En esta fase, estos últimos sólo están
Palabras claves
Plantas cultivadas, apomixia, genes
constituidos de dos a cuatro células. Al utilizar
métodos de secuenciación de alto rendimiento, los
investigadores analizaron las ARNs contenidas en
Redacción DIC – Gaëlle Courcoux
estas pocas células. Gracias a las diferencias de
Traducción IRD Perú – Liliana Lalonde
Coordinación
Gaëlle Courcoux
Dirección de la Información
y Cultura científicas
Tel. : +33 (0)4 91 99 94 90
Fax : +33 (0)4 91 99 92 28
fichesactu@ird.fr
1. Estos trabajos fueron realizados en asociación con la Universidad de Zurich, Suiza, el LANGEBIO (Laboratorio Nacional de
Genómica para la Biodiversidad) de Irapuato, México, la Universidad de Kiel en Alemania y el Centro de Ecología Funcional del CNRS
de Montpellier, Francia.
2. La ARN es une molécula presente en las células que transmite la información genética llevada por el ADN o que es utilizada por él
para fabricar las proteínas.
Relaciones con los medios
Cristelle DUOS
+33 (0)4 91 99 94 87
presse@ird.fr
Gracias a la secuenciación del genoma de un embrión de planta asexual (a la izquierda), los investigadores pudieron determinar cómo éste se desarrolla.
¿Lograrán a largo plazo inhibir totalmente el ADN paternal para transformar un cultivo como el del trigo en planta apomíctica (aquí en el Alto Atlas
marroquí)?
© IRD / O. Barrière
© IRD / O. Barrière
© IRD / D. Grimanelli
Daina Rechner
+33 (0)4 91 99 94 81
indigo@ird.fr
Las fotos IRD de esta ficha, libres de derecho
para la prensa, están disponibles en :
www.indigo.ird.fr
44 boulevard de Dunkerque,
CS 90009
13572 Marseille Cedex 02
France
© IRD/DIC, mai 2011 - Conception et réalisation graphique : L. CORSINI
Indigo,
fototeca del IRD