El post de hoy es obra de Marina Roura, alumna de la asignatura de comunicación científica del máster en biotecnología molecular y celular de plantas.
Se prevé que la población mundial aumentará mucho en las próximas décadas, pero el terreno existente seguirá siendo el mismo, eso hace que se plantee la pregunta de si seremos capaces de producir suficientes alimentos para satisfacer las necesidades de todo el mundo. El primer escalón en la cadena de producción alimentaria son las plantas, por lo tanto, uno de los retos actuales, en el campo de la biotecnología vegetal, consiste en conseguir variedades más productivas manteniendo (o mejorando) sus cualidades. Para conseguirlo es muy importante conocer los mecanismos moleculares por los que se desarrollan las plantas, especialmente los procesos de floración y de fructificación en las plantas que producen semillas o frutos comestibles, como es el caso del arroz.
El objetivo de mi proyecto es estudiar, en arroz, las funciones de una familia de genes llamados NGATHA (NGA) que participan en el desarrollo de las flores. Estos genes son factores de transcripción, lo que significa que se encargan de controlar la expresión de muchos otros genes, que a su vez suelen ser los que llevan a cabo las acciones necesarias para obtener un resultado determinado, como puede ser la respuesta a un ataque por patógenos; la alteración de un factor de transcripción provoca cambios muy grandes en el proceso en el que está involucrado porque también está afectando a en los genes que está regulando.
Para entender en que parte de las flores actúan los genes NGA es necesario tener clara la estructura de una flor. En la Figura 1 se muestran esquemas donde están marcadas las diferentes partes tanto de las flores de Arabidopsis thaliana, la planta modelo más usada en los laboratorios, como de arroz; en este caso nos interesa el carpelo, formado por el ovario, el estilo y el estigma. En A. thaliana, donde ya se han hecho muchos estudios con estos genes, se ha visto que los genes NGA están involucrados en el desarrollo del carpelo de las flores, ya que su ausencia provoca malformaciones en esta estructura floral, como se puede ver en la Figura 2. No obstante, aún no hay muchos estudios de estos genes en la planta del arroz, y por lo tanto mi trabajo ayudará a profundizar un poco más en el conocimiento ya existente.
En arroz existen cuatro genes NGA. En estudios previos del laboratorio se han provocado mutaciones en estos cuatro genes de forma que pierdan su función, y se ha observado como afecta la ausencia de cada uno de estos genes al desarrollo del carpelo y que pasa cuando se combinan distintas mutaciones. No obstante, hasta ahora no se había obtenido una planta que tuviese los cuatro genes mutados a la vez, y esta es la planta que caracterizaré durante los próximos meses.
A lo largo de mi trabajo también buscaré genes que se expresan en diferentes niveles en el carpelo de las plantas de arroz no mutadas y de las plantas con los cuatro NGA mutados, y veré cuales son los más relevantes. Esto me permitirá encontrar genes controlados por los NGA y que muy probablemente también están implicados en el desarrollo del carpelo. Este trabajo posibilitará ampliar nuestro conocimiento en el desarrollo del carpelo del arroz y nos permitirá compararlo con el de A. thaliana, de forma que podremos ver si este mecanismo se encuentra conservado en especies muy diferentes, lo que ayudará a poder deducir que pasa en otras especies de plantas.