La investigación del CSHL sobre la hierba baja da nuevos frutos
Más de 34 millones de personas en Estados Unidos no tienen suficiente comida. Se necesitan cultivos más diversos y adaptables para hacer frente a los retos de la producción de alimentos, agravados por el cambio climático. Puede que unas pequeñas bayas dulces llamadas cerezas de tierra no alimenten al país, pero junto con otros "cultivos huérfanos" relacionados, podrían reforzar el suministro de alimentos. Por desgracia, estos parientes lejanos de los tomates no están preparados para la producción a gran escala, al menos todavía.
Cuando las plantas de cerezo de tierra florecen para producir frutos, desarrollan una cáscara de papel, parecida a un globo, alrededor de sus bayas, llamada cáliz inflado, que se ve aquí. Los investigadores del CSHL construyeron nuevos modelos genéticos para dos tipos de cerezo, en colaboración con investigadores de la Universidad Johns Hopkins y el Instituto Boyce Thompson.
Lippman Lab/CSHL, 2022
El profesor del Laboratorio de Cold Spring Harbor (CSHL) e investigador del HHMI Zachary Lippman está trabajando para cambiar esta situación. Junto con el postdoctorado del CSHL y el HHMI, Jia He, Lippman construyó planos genéticos, o modelos, para dos tipos de cerezo. Estos nuevos modelos pueden guiar a los genetistas de plantas hacia el desbloqueo del potencial sin explotar de las cerezas. También pueden ser fundamentales para ampliar la escala de otras plantas de solanáceas para su uso generalizado. dice Lippman:
"La familia de las solanáceas abarca más de 20 cultivos. Están los cultivos principales -patata, tomate, berenjena- y luego están los cultivos menores, o huérfanos, que son semidomesticados o simplemente silvestres. Muchos de ellos no han recibido mucha atención por parte de la investigación, pero podrían tener un mayor potencial de producción si se pudieran desarrollar más".
Las grosellas son modelos ideales de la familia de las solanáceas por su genética similar y su larga historia evolutiva. También son comunes en Norteamérica, fáciles de cultivar y de modificar genéticamente. Pero su atributo más interesante, según Lippman, podría ser la cáscara de papel, parecida a un globo, o cáliz inflado, que rodea sus bayas.
"Parece haber evolucionado de forma independiente varias veces en las plantas con flores", explica Lippman. "No está claro si se trata de un capricho de la evolución, de un rasgo adaptativo o de ambos. Pero una cosa, en mi opinión, está muy clara: es una de las novedades evolutivas más interesantes que han surgido en las plantas".
Investigaciones anteriores sobre las solanáceas sugerían que los genes llamados MADS-box eran los responsables de la aparición del cáliz inflado. Utilizando la herramienta de edición del genoma CRISPR en sus nuevos modelos de cerezo, Lippman y He desactivaron los genes MADS-box uno por uno. Comprobaron que las plantas seguían desarrollando un cáliz inflado tanto si tenían los genes como si no. Los modelos también les permitieron descubrir un gen esencial para el desarrollo del cáliz inflado. Dice:
"Sin estos recursos genómicos, es muy difícil precisar los mecanismos moleculares que subyacen a algunos de los rasgos que surgieron a través de la evolución. Creemos que con nuestro nuevo recurso, nuestros nuevos genomas, podemos diseccionar todo este proceso".
Lippman llama a los nuevos modelos de cerezo "los niños del cartel" de lo que va a venir de su laboratorio. Su objetivo es salpicar la familia de las solanáceas con muchos modelos de plantas nuevas, lo que facilitará la mejora de los cultivos mediante la edición del genoma. Estos modelos también ayudarán a comprender mejor el desarrollo evolutivo de las plantas.
"Más allá de mejorar los cultivos, estos nuevos modelos pueden darnos los medios para responder a la pregunta fundamental de cómo surgen los nuevos rasgos en las plantas", dice Lippman. "Creo que Jia será quien aborde eso en el futuro".
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