En el hallazgo participo un equipo liderado por el cientifico Alejandro Dubcovsky

Se trata del gen VRN2, que permite adaptar el cultivo a diferentes ambientes. Una aplicación adicional a este descubrimiento consiste en la posibilidad de manipular el tiempo de floración de los cereales. En el hallazgo participó un equipo liderado por el científico argentino Jorge Dubcovsky y a quien acompañaron, entre otros, dos investigadoras argentinas que trabajan en el INTA Castelar y en la Universidad Nacional del Sur, en Bahía Blanca.

Bahía Blanca (C): Fue clonado un nuevo gen que es clave en la adaptación del trigo a diferentes ambientes. El aislamiento y clonado del gen VRN2 de trigo que controla la vernalización (requerimiento de frío que dispara el proceso de floración) por un grupo de investigadores de la Universidad de California, ha permitido descubrir el mecanismo por el cual el trigo ha sido capaz de adaptarse a un amplio rango de ambientes durante el transcurso de su evolución, convirtiéndose en uno de los cereales más importantes en la alimentación humana.

El trabajo fue liderado por el doctor Jorge Dubcovsky, prestigioso científico argentino, profesor titular de la Universidad de California, a quien acompañó un grupo científico, en el que se encuentran dos investigadoras argentinas, la ingeniera Gabriela Tranquilli, investigadora del INTA, en el Instituto de Recursos Biológicos CIRN —INTA Castelar—, y la doctora Viviana Echenique, investigadora del CONICET y profesora asociada del Departamento de Agronomía de la Universidad Nacional del Sur.

Los resultados de esta investigación han sido publicados por la prestigiosa revista norteamericana “Science” en su número del 12 de marzo último.

Este grupo científico, que el año pasado clonó el primer gen de vernalización, VRN1, descubrió que VRN1 y VRN2 actúan en forma conjunta para conferir al trigo su hábito invernal y que la pérdida de función de uno de ellos debido a mutaciones, resulta en el hábito de crecimiento primaveral, que es el que tienen las variedades de trigo que no requieren frío para la floración.

Estas variedades pueden ser sembradas en primavera y crecer durante los meses cálidos. Por el contrario, las variedades invernales germinan y crecen en el otoño y no florecen hasta que hayan pasado los meses de mayor frío, en que pueden verse afectadas las estructuras reproductivas.

El doctor Dubcovsky comentó que durante los 10.000 años de domesticación del trigo, diferentes mutaciones han afectado a estos dos genes. Actualmente, con las nuevas herramientas de la genómica, es posible caracterizar las diferentes mutaciones que experimentaron los mismos y estudiar sus efectos sobre la adaptación del trigo a diversos ambientes. Estos estudios aportarán a los mejoradores una importante herramienta para seleccionar las mejores combinaciones de genes de vernalización para diferentes regiones y ambientes.

    Una aplicación adicional de este descubrimiento será la posibilidad de manipular el tiempo de floración de los cereales. Una demora en el tiempo de floración también puede ser de gran interés para los cereales utilizados para forrajes. En colaboración con la doctora A. Blechl, del departamento de Agricultura de los Estados Unidos, el grupo del doctor Dubcovsky obtuvo trigo transgénico que florece casi un mes antes que cualquier línea no transgénica.

Cereal vital

El trigo es uno de los principales cultivos a nivel mundial. La Organización para la Alimentación y Agricultura de las Naciones Unidas (FAO) estima que el trigo provee el 23% del alimento disponible para consumo diario humano en el mundo. Aunque su origen se encuentra en los climas templados del Medio Oriente, el trigo se cultiva actualmente en un amplio rango de ambientes con diferentes temperaturas. Esta gran adaptabilidad climática es, en parte, responsable del éxito del trigo como fuente de alimentación humana y animal. Y la clave de esta habilidad es el proceso de vernalización.

El sistema de vernalización es muy flexible. Durante la domesticación del trigo, cebada y otros cereales de clima templado, las diferentes mutaciones surgidas en los genes que controlan este proceso y la selección realizada por el hombre han llevado a la obtención de variedades primaverales, a partir de variedades invernales, muy bien adaptadas a diferentes regiones.

El año pasado, el equipo liderado por el doctor Dubcovsky informó de la confección de detallados mapas genéticos y físicos para la región cromosómica que contiene el gen VRN1 en trigo, arroz y sorgo. Haciendo uso de las herramientas de la genómica comparativa, se determinó que el gen VRN1 de trigo estaba involucrado en la transición de los ápices desde un estado de crecimiento vegetativo o uno reproductivo. Este gen es similar a uno hallado en Arabidopsis, una especie de planta modelo, de uso común en investigación científica. Sin embargo, el correspondiente gen en Arabidopsis no está involucrado en la respuesta a la vernalización. Este trabajo fue publicado en la revista norteamericana “Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Este estudio más reciente publicado en “Science” contiene un completo mapa genético y físico del gen VRN2. Es éste un nuevo tipo de gen involucrado en la regulación de otros genes de floración. En variedades invernales de trigo, VRN2 evita la floración. Cuando la planta se expone a un período de frío durante la vernalización, la actividad del mismo disminuye y permite que la planta florezca. Estos investigadores demostraron, utilizando plantas genéticamente modificadas, que la disminución en la actividad del gen acelera el tiempo de floración en más de un mes en relación a la misma variedad no transgénica.

Este estudio también permitió demostrar que, a diferencia del gen VRN1, el VRN2 es distinto de un gen de Arabidopsis que tiene una función similar.

    Esto sugiere que, en su evolución, Arabidopsis y los cereales y pastos de clima templado desarrollaron diferentes mecanismos de vernalización, que incluyen genes similares y genes muy diferentes.