Artículo realizado por Javier Ocaña, como parte de la evaluación de la asignatura de comunicación científica, perteneciente al máster de biotecnología molecular y celular de plantas.
Si crees que voy a hablar sobre sexo estás en lo correcto, sin embargo, igual te desilusiona saber que será sobre sexo entre plantas y sobre todo me centraré en el resultado final: las semillas y su tamaño.
Desde hace muchísimo tiempo, los científicos que se dedican al estudio de las plantas, han intentado mejorar los cultivos haciendo que estos sean más resistentes a plagas o bien más resistentes a determinadas condiciones ambientales, como el frío o la sequía. Sin embargo, no todo en la ciencia es desarrollar una aplicación directa, sino que antes de poder desarrollar una aplicación es necesario conocer cómo funcionan las plantas en sus detalles más básicos y a partir de ahí diseñar herramientas biotecnológicas que permitan, por ejemplo, incrementar el rendimiento de un cultivo.
Ahí es donde entran en acción grupos de investigación como en el que estoy desarrollando mi tfm. En este grupo trabajan sobre cómo una planta modelo (Arabidopsis Thaliana) es capaz de producir un mayor número de semillas, ya que mayor número de semillas por planta supondría un mayor rendimiento de cultivo. Muchos genes están relacionados con este cometido, en mi grupo interesan sobre todo los genes relacionados con las giberelinas. Igual te estás preguntando ¿y qué son las giberelinas esas? Al igual que los animales, las plantas también presentan hormonas, esto es, sustancias que aun estando en cantidades muy bajas son capaces de regular y coordinar muchos procesos diferentes en un organismo; las giberelinas son un tipo de ellas y regulan muchísimos procesos en la planta tales como el crecimiento del tallo, paso de la fase juvenil a la fase adulta de la planta, favorecen la germinación de las semillas, la formación de ramas, entre otras muchas que en algunos casos ni se conocen aún.
Mi labor dentro del grupo es determinar si además de un incremento en el número de semillas se producen también diferencias en el tamaño de las semillas (longitud y anchura) y en caso de que existan diferencias intentar determinar a qué se deben: ¿No hay diferencias? ¿Hay diferencias en el desarrollo de los embriones de una planta que no produce giberelinas con respecto a una que sí las produce? ¿Las diferencias se deben a la cubierta que protege la semilla (testa) en lugar de al embrión? ¿qué genes está involucrados?
En la investigación en plantas, una de las aproximaciones que se llevan a cabo para poder ver qué efecto tienen un determinado gen o genes en un evento consiste en quitar ese gen y ver qué pasa; o también hacer que la planta produzca mucho ese gen y ver qué pasa en ese caso, lo que se conoce como mutante de ese gen o genes (de deficiencia o de sobreexpresión). En mi caso estoy trabajando con diferentes mutantes de Arabidopsis Thaliana, que o bien les falta algún gen relacionado con las giberelinas o bien lo producen de forma muy exagerada y estoy comprobando si hay diferencias de tamaño en sus embriones a lo largo de su desarrollo.
Las fases de desarrollo de una semilla se pueden distinguir en varias que van desde la fecundación hasta que se tiene la semilla con su respectivo embrión completamente desarrollada como se ve en la siguiente imagen.
El tamaño se mide haciendo uso de un microscopio y recogiendo la semilla justo cuando están en cada fase. Se hace una fotografía y se mide posteriormente con ayuda de un programa informático.
Ahora bien, como siempre se intenta sacar alguna aplicación, imaginemos que somos capaces de comprender cómo una semilla regula su tamaño, seríamos capaces de desarrollar herramientas que permitieran obtener semillas más grandes. ¿En qué casos sería interesante obtener semillas más grandes? Por ejemplo, en la industria de las energías renovables. Uno de los cultivos más interesantes en este caso sería sin duda la colza.
La colza es una de las plantas más ampliamente cultivadas a lo largo del planeta y es ideal para la producción de biodiesel debido a su gran resistencia a las inclemencias ambientales, así como a sus bajos requerimientos de cultivo. Si conseguimos hacer semillas más grandes de colza podríamos obtener un mayor rendimiento en la cantidad de aceites usados para la producción del biodiésel por poner un ejemplo. También se podrían generar nuevos productos asociados a semillas más grandes como variedades de arroz grande, o pipas de girasol enormes, entre otros.
Por lo tanto, el tamaño de la semillas importa y es algo bastante interesante para la industria, sobre todo de las energías renovables, con la idea de incrementar el rendimiento en la obtención de biocombustibles.
Savadi, S. (2017) 'Molecular regulation of seed development and strategies for engineering seed size in crop plants', Plant Growth Regulation. Springer Netherlands, 84(3), pp. 401–422. doi: 10.1007/s10725-017-0355-3.
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