Un equipo de investigación liderado por la Universidad Complutense de Madrid (UCM) ha conseguido modificar el número cromosómico de la especie herbácea Arabidopsis thaliana (de 10 a 20 cromosomas) y convertirla en poliploide.
A. thaliana es una especie diploide –sus células somáticas tienen dos juegos de cromosomas–, y suele utilizarse como especie modelo en análisis genéticos. Muchas de las conclusiones obtenidas en estos estudios se suelen extrapolar a otras especies vegetales.
A partir de la aplicación de colchicina, un fármaco que se usa para prevenir los ataques de gota, se han conseguido convertir plantas diploides de A. thaliana en plantas tetraploides, es decir, en plantas con cuatro juegos de cromosomas en sus células somáticas.
La poliploidía supone la presencia de más de dos juegos de cromosomas en las células somáticas. El trigo, las coles, el algodón, el tabaco o la patata, especies de interés comercial, son poliploides.
Una vez obtenidas las plantas poliploides de A. thaliana, los investigadores han estudiado el efecto que producen ciertas mutaciones que afectan a la meiosis (la división celular que origina los gametos) y que habían sido previamente caracterizadas en plantas diploides de A. thaliana.
“El estudio se ha llevado a cabo en una especie modelo sin interés comercial, pero pone de manifiesto la aplicación de una metodología sencilla (tratamiento con colchicina para obtener plantas poliploides) para comprobar si las mutaciones que pueden tener un impacto positivo en técnicas de mejora agrícola analizadas en esta especie tienen el mismo efecto en especies poliploides”, destaca Mónica Pradillo, investigadora del Departamento de Genética, Fisiología y Microbiología de la UCM y coautora del trabajo publicado en New Phytologist.
Para llevar a cabo el estudio, en el que también ha participado la Universidad de Birmingham, se han analizado cientos de plantas de A. thaliana tratadas con la colchicina. Ha sido necesario analizar numerosas plantas porque el fármaco produce la muerte de muchas de ellas y no siempre es efectivo para conseguir poliploides.
En relación a las metodologías empleadas, se han utilizado técnicas citológicas (preparaciones cromosómicas, inmunolocalización, hibridación in situ con fluorescencia) y microscopía de fluorescencia. Además, se ha llevado a cabo un estudio de expresión génica utilizando para ello técnicas moleculares (extracción de RNA y valoración mediante PCR cuantitativa, RT-qPCR).
“Con estos resultados se podrían diseñar nuevas estrategias para aplicarlas en programas de mejora genética de especies de interés agronómico”, concluye Pradillo.
Referencia
Parra-Nunez, P., Fernández-Jiménez, N., Pachon-Penalba, M., Sanchez- Moran, E., Pradillo, M. and Santos, J.L. (2024), Synthetically induced Arabidopsis thaliana autotetraploids provide insights into the analysis of meiotic mutants with altered crossover frequency. New Phytol, 241: 197-208. DOI: 10.1111/nph.19366.
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