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Chromosome elimination in plant wide hybrids – explaining the phenomenon and applying lessons from a model system in Hordeum to problems of speciation, gene introgression and breeding new crop plants

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Introducir genes silvestres de supervivencia en la cebada

El desarrollo de nuevas variedades mejoradas de cultivos de diferentes géneros o especies es una manera de introducir en estos características deseables de sus parientes silvestres. Sin embargo, el proceso se ve en ocasiones obstaculizado por la eliminación completa del complemento cromosómico de una de las cepas progenitoras.

Salud

Para sacar provecho de los productos genéticos de la evolución orientados hacia la supervivencia, los socios del proyecto Chromelim estudiaron a fondo la eliminación selectiva de los cromosomas de los progenitores durante el desarrollo de embriones híbridos. El equipo utilizó cruzamientos con Hordeum, un género que incluye la cebada que se cultiva comercialmente, y Hordeum vulgare (H. vulgare), así como cerca de treinta especies de gramíneas originarias de zonas templadas. Los investigadores del proyecto evaluaron los efectos que variables tales como el genotipo de los padres y la temperatura ejercían sobre la estabilidad de los cromosomas y las propiedades de la cromatina. Para ello, crearon híbridos a partir de representantes salvajes de H. bulbosum y H. marinum. Así descubrieron que, a diferencia de los embriones híbridos de H. vulgare y H. bulbosum, la eliminación o retención del cromosoma no se veía afectada en absoluto por la temperatura. Cuando analizaron los híbridos mediante técnicas genómicas de hibridación in situ, los socios del proyecto comprobaron que los siete cromosomas de cada progenitor seguían estando presentes. A nivel molecular, pudieron observar que la proteína centromérica A similar a la histona H3 (CENH3), muy conservada evolutivamente, actuaba como un factor regulador del proceso de eliminación dependiente de la mitosis. Los científicos estudiaron los cromosomas mediante inmunotinción indirecta en la etapa 2C de la división celular, cuando todavía hay representantes de los dos grupos de cromosomas paternos, pero todavía no se han replicado. Si se lograra determinar la actividad y localización precisa de la CENH3, esto supondría un gran avance en el ámbito del fitomejoramiento. Los investigadores de Chromelim descubrieron que en este híbrido de especies silvestres no se daba una reorganización importante de la actividad de esta proteína clave. La hibridación de cultivos trae frecuentemente consigo la pérdida de los genes básicos que confieren la inmunidad contra las enfermedades a los ancestros silvestres. Si se lograra reintroducir estas características, el sector del fitomejoramiento saldría muy beneficiado.

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