Estudios moleculares para revelar el origen de los órganos reproductores femeninos en las angiospermas
Las angiospermas, conocidas comúnmente como plantas con flores, son el grupo más grande y diverso del reino vegetal, con 352 000 especies vivas que conforman el 90 % de las especies de plantas terrestres en nuestro planeta. La evolución de nuevas estructuras reproductoras —como la flor y su órgano femenino, el pistilo— fue muy importante en el espectacular éxito de las angiospermas. La evolución del pistilo a nivel molecular sigue siendo un misterio. El proyecto RiceStyle se propuso resolver este misterio mediante el estudio comparativo del desarrollo del pistilo y su base genética. La evolución del pistilo a nivel molecular sigue siendo un misterio. El proyecto RiceStyle se propuso resolver este misterio mediante el estudio comparativo del desarrollo del pistilo y su base genética. Con el apoyo del programa Marie Curie, los investigadores usaron como modelo la planta «Arabidopsis thaliana» y ampliaron el estudio a un pariente lejano de esta, la planta monocotiledónea del arroz u «Oryza sativa L.».
La búsqueda de un antepasado común
Los investigadores buscaron a nivel molecular el suceso que quizá marcase la diferencia en la evolución de las angiospermas y en su rápida diversificación, y estudiaron los factores relacionados con la formación del tejido en el pistilo. «Analizamos algunas pequeñas subfamilias de factores de transcripción (las proteínas encargadas del proceso de conversión, o transcripción, del ADN al ARN) que regulan el ovario, el estilo y el estigma en “Arabidopsis” a fin de determinar si sus funciones se remontan al linaje ancestral de las angiospermas», explican el doctor Ludovico Dreni, investigador principal, y la doctora Cristina Ferrándiz, coordinadora del proyecto. Los científicos descubrieron que la mayoría de los genes de «Arabidopsis» tenían homólogos en el arroz, y que muchos de ellos estaban expresados en las fases más tempranas del desarrollo del pistilo. «En al menos dos grupos de genes candidatos pudimos confirmar que su función en el arroz es muy similar a la de “Arabidopsis”; ambos mostraron ser esenciales para la especificación del estilo y el estigma. Esta función es verdaderamente ancestral y ya ocurría en al menos el antepasado común del arroz y “Arabidopsis”», añade la doctora Ferrándiz. Es probable que estos factores de transcripción se incorporaran en el linaje más temprano de las angiospermas a fin de regular el desarrollo, la forma y la función del nuevo órgano característico de las angiospermas, el pistilo. Según el doctor Dreni: «Este descubrimiento puede ayudar a crear en el futuro un modelo evolutivo molecular que explique la evolución de los pistilos. Ya se han realizado estudios similares con respecto al desarrollo y el origen de otros órganos florales y todos estos modelos acabarán por integrarse».
Una mejora en la polinización
El proyecto RiceStyle ha arrojado luz sobre el desarrollo del estilo y el estigma, lo que podría ayudar a que estos se modificaran con éxito a nivel morfológico y molecular con el objetivo de controlar el proceso de polinización en los cultivos. «Las tasas de autopolinización y polinización cruzada son características importantes en las plantas de los cultivos, y la polinización también es uno de los procesos a tener en cuenta para desarrollar frutas partenocárpicas (sin semillas), algo muy valioso desde el punto de vista comercial», concluyen los investigadores. Esta propuesta tendrá un efecto considerable en la investigación fundamental y aplicada futura, y está en línea con el objetivo de Horizonte 2020: invertir en puestos de trabajo para el futuro y fortalecer la posición de la Unión Europea en materia de investigación, innovación, tecnología, desarrollo sostenible, mitigación del cambio climático y excelencia científica.
Palabras clave
RiceStyle, pistilo, angiosperma, «Arabidopsis», arroz, estigma, factor de transcripción
