Descubren la posibilidad de controlar el desarrollo floral de leguminosas

Investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas han descubierto los genes que controlan la identidad de pétalos y estambres en las leguminosas, en un estudio que abre la posibilidad de controlar el desarrollo floral de estos alimentos para su aplicación en el sector agronómico.

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La evolución de algunos de los genes se había estudiado con anterioridad en varias especies de plantas, pero no en leguminosas, según ha explicado el investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Luis Cañas.

De este organismo y de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) dependen el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, autor del estudio en el que también ha participado la Fundación Samuel Roberts Noble de Ardmore, Oklahoma (EEUU) y que aparece publicado en la revista The Plant Journal, ha informado la UPV en un comunicado.

El estudio del proceso evolutivo de los genes responsables de controlar la identidad de los pétalos y los estambres (órganos sexuales masculinos) en las leguminosas podría tener importantes aplicaciones en el sector agronómico ya que proporciona un mejor conocimiento del mecanismo de desarrollo floral en las leguminosas.

Las leguminosas, junto con los cereales y con algunas frutas y raíces tropicales, han sido la base principal de la alimentación humana durante milenios.

En la alimentación humana y animal se utilizan hasta 150 especies de leguminosas, de las que las más relevantes para el consumo humano son judías, lentejas, guisantes, garbanzos y habas.

En su composición destacan los contenidos de proteínas, de hidratos de carbono de asimilación lenta, de minerales (calcio, hierro, cinc), fibra (soluble) y algunos componentes bioactivos minoritarios.

La investigación se ha realizado a partir de los análisis genéticos de plantas modelo como Arabidopsis thaliana y Antirrhinum majus que dieron lugar al modelo ABC que explica desde la genética molecular el desarrollo biológico de los órganos de las flores en cuatro verticilos (sépalos, pétalos, estambres y carpelos).

El investigador José Pío Beltrán, del CSIC, ha señalado que una flor como la de Arabidopsis thaliana posee sépalos, pétalos, estambres y carpelos, cuya identidad depende de una serie de genes reguladores.

La expresión de genes del tipo A exclusivamente produce sépalos en el primer verticilo, una coexpresión de los genes A y B produce los pétalos en el segundo, una actuación conjunta de genes de función B y C establece la identidad de los estambres en el tercero, y para formar los carpelos únicamente se requiere de la actividad de genes de función C en el cuarto verticilo.

Además, los genes de tipo A y C son antagonistas, donde se expresan los de tipo A no se pueden expresar los de tipo C y viceversa, ha indicado.

Análisis filogenéticos llevados a cabo en varias especies de angiospermas mostraban una alta frecuencia de duplicaciones en genes del tipo B (Apetala3 y Pistillata), y se ha estudiado qué función tenían estos genes duplicados en las leguminosas.

Se aislaron y caracterizaron genes del tipo AP3 en la leguminosa modelo Medicago truncatula, lo que permitió observar un patrón de expresión complementario de estos genes en pétalos y estambres, según Luis Cañas.

Posteriormente, análisis llevados a cabo mediante técnicas de genética reversa llevaron a la conclusión de que estos genes han sido sometidos a un proceso de especialización funcional en el que la función del gen original descansa en ambos genes duplicados con reparto de las funciones de tal manera que uno interviene en mayor medida en la identidad de los estambres y el otro en la de los pétalos. EFE

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