Un equipo del Conicet en el Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario (IICAR, Conicet-UNR), en colaboración con colegas de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Rosario e investigadores de la Universidad de Perugia (Italia), presentó recientemente un descubrimiento que podría sentar las bases para acelerar, simplificar y economizar los procesos de mejoramiento genético de las semillas de girasol, un cultivo de gran interés agronómico. Se trata de la verificación de que algunas líneas de girasol completan la primera etapa de la apomixis (reproducción asexual vía semillas). El promisorio hallazgo fue publicado en la revista científica Scientific Reports.
La apomixis es un proceso natural que permite a las plantas producir semillas genéticamente idénticas a la planta madre (clones) sin necesidad de fecundación. “No todas las especies de plantas tienen esta capacidad, pero tampoco se han relevado muchas; y ese es el tema central, son pocas las que han sido estudiadas”, explica Silvina Pessino, investigadora del Conicet en el grupo de Desarrollo Reproductivo de Plantas (DREP) del IICAR y primera autora del artículo. Que un cultivo de gran importancia agrícola como el girasol pudiera reproducirse por esta vía, implicaría la posibilidad de generar de manera más sencilla y económica semillas con alta adaptabilidad, calidad superior y mayor rendimiento. “Aunque existen especies que se reproducen asexualmente a partir de propágulos vegetativos, una parte de hoja, de raíz, o de tallo, en la apomixis, es la propia formación de las semillas la que se produce de manera asexual”, señala.
Los autores del estudio destacan las potenciales aplicaciones que tendría utilizar un mecanismo de reproducción clonal como la apomixis para el mejoramiento de las plantas de girasol. “Una vez en marcha, sería posible generar plantas mejoradas en plazos muy cortos. Por ejemplo, se podrían obtener variedades resistentes a diversas condiciones climáticas, adaptadas a cada localidad, a cada zona. Y ello es vital ya que actualmente lleva casi una década generar un híbrido superior, y es muy demandante recrearlo año tras año”, indica Pessino.
En agronomía es frecuente cruzar dos variedades distintas de un mismo cultivo con el objetivo de obtener semillas con características agronómicas deseables como, por ejemplo, un mayor rendimiento o resistencia a enfermedades. La limitación de esta estrategia de mejoramiento genético es que cuando las plantas híbridas de primera generación se reproducen sexualmente, sus genes segregan y recombinan, con la probabilidad de que las características deseadas no estén presentes en su descendencia. En este sentido, la posibilidad de clonar a través de la apomixis podría ahorrar las dificultades que la generación y recreación de los híbridos implica.
La expansión del girasol hacia regiones con mala calidad de suelo y mayor estrés agroecológico ha llevado a reducciones del rendimiento; lo que plantea un desafío para los fitomejoradores (profesionales que se dedican a la mejora genética de las plantas). El trabajo publicado por las investigadoras del IICAR responde a una necesidad apremiante de desarrollar cultivares (variedades de cultivos mejoradas genéticamente) estabilizados, que no sólo exhiban alta adaptabilidad y calidad, sino que también ofrezcan una producción más eficiente y rentable que las variedades actuales.
Proceso del descubrimiento
Cuando Ana Ochogavía, una de las directoras, junto con Graciela Nestares, del grupo Biotecnología Aplicada a Reproducción y Mejoramiento de Cultivos (BioAp) del IICAR, estudiaba, por otros motivos, la reproducción del girasol, notó (gracias a haber realizado su formación doctoral en el tema de apomixis y poliploidía) que algunas de las líneas del cultivo con las que estaba trabajando presentaban las características típicas de la apomixis. Ese fue el punto de partida de la investigación.
“En un trabajo anterior, publicamos que en el girasol cultivado se observaban indicios de una de las etapas de la apomixis, porque veíamos estructuras similares a sacos embrionarios apomícticos apospóricos (formaciones propias de ciertas plantas apomícticas) durante el desarrollo reproductivo”, recuerda Ochogavía. Y continúa: “Eso lo publicamos en el 2022 en la revista Crop Science. En esta segunda investigación, demostramos que las estructuras que habíamos visto en el óvulo en desarrollo, dentro del ovario del girasol, son efectivamente las que caracterizan a la primera etapa de la apomixis apospórica (la Aposporía)”. Esto fue así, porque observaron que al fecundar los sacos embrionarios apomícticos con gametos masculinos se formaban híbridos con tres juegos de cromosomas (triploides), dos provenientes de la planta madre (presentes en los sacos) y uno heredado del padre. Es decir, confirmaron que las estructuras reproductivas que vieron inicialmente eran viables y que pueden ser fecundadas para formar individuos poliploides (con más de dos juegos de cromosomas). “La aparición de poliploidía en la progenie está confirmando que esta planta completa la primera parte de la apomixis”, destaca la científica.
