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Identifican gen que controla la permeabilidad de semillas de soja

Agricultura Internacional

Investigadores de la Universidad de Purdue han hecho un hallazgo que podría ser utilizado para desarrollar mejores variedades para las regiones del sur y tropicales, enriquecer la diversidad genética de los cultivos y aumentar el valor nutricional de la soja.

Jianxin Ma, y otros investigadores encontraron que una mutación en el gen GmHs1-1 provoca las cubiertas de las semillas duras de la soja salvaje para convertirse en permeable. Según Ma: "El gen puede ser modificado para producir variedades mejoradas para las regiones en las que la permeabilidad de semilla puede ser una desventaja creciente. GmHs1-1 también está asociada con el contenido de calcio de la soja, que ofrece un objetivo genético para mejorar la nutrición de los productos alimenticios de soja."

Entender el mecanismo que determina la permeabilidad de semillas también podría dar a los investigadores un mejor acceso a la diversidad genética en gran parte sin explotar de soja salvaje para enriquecer las variedades cultivadas, cuya falta de riqueza genética ha frenado las mejoras en los rendimientos.

Seededness"Este es el primer gen asociado con seededness difícil de identificar en cualquier especie vegetal. Este descubrimiento podría ayudarnos a detectar rápidamente los genes que controlan este rasgo en muchas otras plantas. También estamos entusiasmados con las aplicaciones potenciales para la modificación de la concentración de calcio en cubiertas de las semillas. Esto podría transformar la forma en que identificamos genes similares que controlan los niveles de calcio en otras legumbres". Afirmó Ma.

El Seededness duro permite la supervivencia a largo plazo de muchas especies de plantas silvestres mediante la protección de las semillas en condiciones severas y ambientes inhóspitos, y les permite permanecer en estado latente hasta que las condiciones son las adecuadas para la germinación. Encerrado en una capa de agua y hermético, las semillas pueden permanecer viables durante largos períodos de tiempo, en algunos casos, más de 100 años.

Pero la resistencia de la piel dura que presentan las semillas silvestres es un problema en la producción agrícola. Evita que las semillas germinen de forma rápida y en un patrón predecible uniforme. Las semillas de soja salvaje toman varias semanas a meses para germinar mientras que las semillas de soja cultivadas pueden comenzar la absorción de agua en 15 minutos. Sin embargo, los factores genéticos que sustentan la permeabilidad cubierta de la semilla fue un misterio hasta que Ma y su equipo utilizaron un enfoque de clonación basada en investigar el GmHs1-1 como el gen responsable de seededness duro.

El equipo encontró que una mutación en un solo par de nucleótidos en el gen que causa la permeabilidad cubierta de la semilla, es decir, un cambio en un par de los aproximadamente 1 mil millones de pares de bases que componen el genoma de la soja.

"Por fin entendemos el cambio genético que permitió la domesticación de la soja. Cuando hacemos este tipo de descubrimiento, siempre estamos muy emocionados. La modificación del gen podría producir semillas más resistentes para los EE.UU. y el sur de los trópicos, las regiones en las que las capas blandas de soja cultivadas reducen su viabilidad poco después de la cosecha. El descubrimiento también podría ayudar a los investigadores a mejorar la calidad de cocción de la soja y otras leguminosas, como el frijol común, cuyos niveles de seededness hacen que la calidad constante sea difícil de lograr." Concluyó Ma.

El próximo objetivo del equipo es identificar los genes que interactúan con GmHs1-1 y entienden cómo funcionan en conjunto para controlar el calcio y posiblemente otro contenido mineral. Colaboradores en el equipo de investigación incluyen Randall Nelson, del Departamento de Agricultura de Estados Unidos y la Universidad de Illinois, Chunmei Cai de la Universidad de Qingdao Agrícola y Zhanyuan Zhang de la Universidad de Missouri.

 

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