Identificaron genes involucrados en el crecimiento de los frutos de girasol

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Estudiar las bases fisiológicas y moleculares de la determinación del peso del grano en girasol mediante el estudio de genes implicados en el crecimiento de los granos antes y después de floración, fue el parte del objetivo general de la tesis de Santiago Vásquez Matute,  quien realizó el Doctorado en Ciencias Agrarias de la Universidad Austral de Chile.

Su tesis se tituló Identificación y evaluación de genes candidatos involucrados en el crecimiento de los granos de girasol”. Su profesor patrocinante fue el Dr. Ricardo Riegel Schlegel, experto en genética vegetal y el profesor co-patrocinante  Dr. Daniel Calderini Rosso, experto en fisiología de cultivos, docentes del Instituto de Producción y Sanidad Vegetal de esta Facultad.

El estudio tiene directa relación con la importancia de incrementar el rendimiento de los cultivos para cubrir las crecientes demandas alimenticias proyectadas para los próximos años. En este contexto, entender los mecanismos fisiológicos y genéticos que regulan el tamaño de los granos, es fundamental aumentar el rendimiento de los cultivos.

“El girasol es un cultivo importante para la producción de aceite, sin embargo, en la presente tesis se utilizó el girasol como un modelo para estudiar el crecimiento de los granos debido a que presenta facilidad para separar los tejidos del fruto y estudiarlos de forma independiente”, explica Santiago, oriundo de Ecuador.

Los objetivos  específicos del trabajo, incluyeron investigar los principales rasgos fisiológicos relacionados con la determinación del peso del grano; identificar secuencias de genes implicados en el crecimiento de los granos de girasol.

Asimismo se evaluó la expresión de varios genes que participan en la regulación del crecimiento de los granos y se investigó su asociación con rasgos fisiológicos de los frutos. De igual modo, se  estudió el efecto de la disponibilidad de fotoasimilados sobre el crecimiento de los granos y la expresión de genes durante el crecimiento de las flores y granos.

 

Metodología de trabajo

 La tesis tuvo una duración de 4 años, incluyó una revisión bibliográfica, dos experimentos en campo en años distintos, experimentos de laboratorio y análisis de datos.

Santiago Vásquez indica que en “el campo se sembraron genotipos de girasol de peso y tamaño contrastante, se les aplicó un tratamiento de disminución de fotoasimilados (las plantas fueron sombreadas para afectar la fotosíntesis) antes de floración para investigar la respuesta fisiológica y molecular de los componentes del rendimiento, explicó Santiago.

“Durante el ciclo del cultivo, se registraron periódicamente la fenología, el contenido hídrico, dimensiones, volumen, tasas de crecimiento, peso de los granos y rendimiento. En las flores  y granos se analizó la expresión de genes, actividad enzimática y cuantificación de carbohidratos, y se investigaron asociaciones entre las variables moleculares y fisiológicas del crecimiento de los granos”, relata el investigador.

Los experimentos de campo se realizaron en la Estación Experimental Austral  (EEAA) de la UACh, ubicada en Cabo Blanco en Valdivia. Los ensayos se realizaron en los siguientes laboratorios de la Facultad de Ciencias Agrarias: Fisiología y Biología Molecular de Cultivos,  Fitotecnia y Cultivo de Tejidos Vegetales y  Fitoquímica.

Principales aportes de la tesis

En la presente tesis se muestran nuevos antecedentes sobre la importancia del crecimiento de los carpelos (estructuras de las flores que se convertirán en la futura capa que recubre el embrión del fruto) en la determinación del peso final de los granos en girasol.

Esta información- afirma el profesional- es relevante debido a que el control del tamaño y peso de los granos se estaría determinando tempranamente, incluso antes de la formación de los frutos, por lo que, el tamaño y peso de los carpelos puede ser considerado un rasgo importante para el mejoramiento del tamaño del fruto en los programas de mejoramiento.

Por otro lado, el Dr. Vásquez, agrega que se identificaron varios genes que se expresan, específicamente, en los tejidos del grano antes y después de la floración, y están coincidiendo con momentos críticos del crecimiento de los carpelos y granos.

“Se encontraron asociaciones significativas entre la expresión de estos genes con el peso y volumen de los granos.  Estos resultados dan nuevas pistas del control genético del crecimiento de los granos, por lo tanto, futuras investigaciones pueden considerar estos factores genéticos para evaluar su impacto sobre el tamaño del fruto y el rendimiento del cultivo”, subraya el investigador.

Es así que en estas “tesis se resalta la importancia de los tejidos maternos antes y después de la floración en la determinación de peso del grano. Se hallaron factores fisiológicos y genéticos relevantes relacionados con la determinación del peso de los granos, con potencial uso para el mejoramiento del rendimiento de los cultivos”, concluye el especialista.

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