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Desvelar los misterios de la reproducción vegetal para ayudar a alimentar a la creciente población mundial

Para alimentar a una población mundial en aumento, será necesario por lo menos duplicar el rendimiento de las cosechas sin aumentar la tierra cultivable. Comprender los factores que regulan la reproducción sexual es fundamental para hacer frente a la dependencia mundial de la producción de semillas.

Alimentos y recursos naturales

La formación exitosa de las semillas es un acontecimiento fundamental en la vida de las plantas, ya que la mayor parte de su éxito reproductivo depende de ello. La semilla es una unidad funcional compleja que resulta de la finalización satisfactoria del proceso de doble fertilización hasta el desarrollo de la semilla o el fruto.

Estudio de los diferentes aspectos y etapas de la reproducción sexual de las plantas

La mayor parte de la producción agrícola está destinada a la producción de semillas por medio de la reproducción sexual, siendo dichas semillas responsables de la mayoría de las calorías que consumen los seres humanos. Las semillas también son componentes importantes de los piensos para animales y una fuente significativa para la fabricación de productos de alto valor añadido, como los aceites, los biocombustibles y las proteínas, por ejemplo, las presentes en la colza, el maíz y la soja. «Conocer los aspectos que controlan la reproducción permitirá diseñar esta faceta esencial de la producción agrícola para mejorar la productividad sin ampliar las tierras de cultivo», señala Sílvia Coimbra, coordinadora del proyecto financiado con fondos europeos SexSeed. El equipo de SexSeed se centró en la reproducción vegetal, un proceso biológico fundamental, importante en el plano económico y flexible en el ámbito experimental. Trató de proporcionar nueva información sobre la red controlada por SEEDSTICK (STK), un factor de transcripción, regulador maestro de la producción de semillas. «El género “Arabidopsis” es un excelente modelo para estudiar la formación de semillas, dado que comparte un programa de desarrollo conservado con las principales plantas de cultivo productoras de semillas», explica Coimbra. Las plantas “Arabidopsis” son pequeñas angiospermas relacionadas con la col y la mostaza que se utilizan ampliamente como organismo modelo en la biología vegetal. «Al mejorar nuestros conocimientos técnicos sobre la formación de semillas de “Arabidopsis”, será posible saber más sobre la formación de semillas y luego transferir esa información horizontalmente a especies de cultivos agrícolas vitales».

Comprender las redes moleculares que controlan el desarrollo de las semillas

Los investigadores descubrieron y caracterizaron varios genes STK diana diferentes en las primeras etapas del desarrollo del óvulo. Además, desvelaron y propusieron diferentes vías de interacción relacionadas con la fertilización y la producción de semillas. Coimbra señala: «Al combinar métodos transcriptómicos y genéticos, SexSeed descubrió nuevas funciones para los objetivos de STK, lo que mejoró nuestro conocimiento de la red que controla la formación de semillas en “Arabidopsis”. Gracias a esta nueva y valiosa información, podemos ayudar a mejorar no solo la productividad agrícola bruta, sino también la composición de las semillas y, por lo tanto, la producción de los componentes utilizados para los productos de alto valor añadido derivados de las semillas». Los resultados científicos se compartieron a través de unas cincuenta presentaciones en varios congresos y talleres internacionales. Coimbra concluye: «Tomar conciencia de los factores que regulan la reproducción sexual con mayor detalle permitirá diseñar aspectos críticos de la producción agrícola para impulsar la productividad. La creciente importancia de las semillas y los productos derivados de las semillas para la humanidad y el papel fundamental de STK en el desarrollo de las semillas significan que SexSeed tiene un gran potencial para contribuir a la excelencia y la competitividad de Europa en el mundo». Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo del programa Acciones Marie Skłodowska-Curie.

Palabras clave

SexSeed, semilla, planta, formación de semillas, “Arabidopsis”, SEEDSTICK (STK), producción de semillas, reproducción vegetal, producción agrícola

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