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¿Cómo tienen sexo las plantas?

  • La reproducción sexual de las plantas es menos conocida de lo que se piensa
  • Hasta ahora se desconocía cómo un único grano de polen era capaz de producir dos espermatozoides
  • Este descubrimiento tiene grandes aplicaciones para evitar la transferencia de genes de especies cultivadas a especies silvestres, un punto clave para conservar la biodiversidad

Un equipo de biólogos de la Universidad de Leicester ha descubierto un par de proteínas producidas por plantas que son vitales para la producción de los espermatozoides presentes dentro de cada grano de polen de las flores.

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Los científicos ya sabían que las plantas con flores, a diferencia de los animales, no requieren una, sino dos células de esperma para la fertilización exitosa: uno para unirse con el óvulo para producir el embrión y uno para unirse a una segunda célula para producir el endospermo rico en nutrientes dentro de la semilla.

El misterio de este proceso de “doble fecundación ‘es como un único grano de polen es capaz de producir varios espermatozoides individuales.

Este avance del Laboratorio Twell en la Universidad de Leicester, ha sido publicado en la revista académica prestigiosa The Plant Cell. Se han encontrado un par de genes llamados DAZ1 y DAZ2 que son esenciales para la fabricación de células espermáticas individuales. Las plantas con versiones mutadas de DAZ1 y DAZ2 producen granos de polen con un solo espermatozoide que es capaz de fertilizar.

Dos proteínas son la clave para la reproducción sexual de las plantas

Los investigadores muestran que DAZ1 y DAZ2 son controlados por el DUO1, una proteína que actúa como un “interruptor maestro ‘, de manera que DUO1 y los genes DAZ1/DAZ2 trabajan en tándem para controlar una red de genes que asegura que se producen un par de espermatozoides fértiles dentro de cada grano de polen.

Curiosamente, DAZ1 y DAZ2 realizan su función mediante la cooperación con una proteína ‘represora’ conocida  llamada TOPLESS que actúa como un freno a la actividad de genes no deseados, que de otra forma detendrían la producción de espermatozoides y la producción de semillas. Aunque TOPLESS tiene muchas funciones en las plantas, hasta ahora no se ha relacionado la producción de espermatozoides.

El profesor David Twell en la Universidad del Departamento de Biología de Leicester, quien dirigió el estudio, dijo: “A menudo damos por sentado que la reproducción sexual en las plantas y su papel en nuestras vidas es un proceso complejo que ha sido estudiado científicamente desde hace más de un siglo, pero es sólo recientemente cuando estamos empezando a obtener un control sobre los mecanismos subyacentes.”

“Esperamos usar nuestro descubrimiento para descifrar los orígenes de la reproducción sexual y desmitificar aún más el fascinante proceso – de cómo las plantas producen el espermatozoide fértil dentro de los granos de polen – que son esenciales para la gran mayoría de nuestra producción de alimentos.”

Aplicaciones del descubrimiento de la formación de espermatozoides por las plantas

Dada su importante papel en la fertilidad masculina, el descubrimiento de DAZ1 y DAZ2 tiene el potencial de ser aplicada en el desarrollo de nuevas técnicas de mejoramiento de plantas para evitar el paso no deseado de genes – o “transferencia horizontal de genes ‘- entre los cultivos o de cultivos a especies silvestres.

Este nuevo conocimiento también genera herramientas genéticas y nuevas formas de pensar y seguimiento de los efectos, del estrés ambiental en el proceso reproductivo. En el futuro esa información puede llegar a ser cada vez más importante en nuestra lucha por cultivar cultivos superiores que mantengan el rendimiento en un clima cambiante.

Más información: www.plantcell.org/content/ early/2014/05/29/tpc.114.124743.short

Foto de: https://www.flickr.com/photos/martius/

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