El tamaño de la semilla está controlado por pequeños RNAs producidos maternalmente

Los siRNAs afectan el desarrollo de las semillas. Semillas de Arabidopsis de 3, 4, 5, 6 y 7 días(de izquierda a derecha) después de la polinización. Las semillas en la segunda fila son una cruza entre una madre diploide y un padre tetraploide. Las semillas en la tercera fila son de una cruza entre una madre tetraploide y un padre diploide. las semillas en la tercera fila (cinco a seis días después de la polinización) son mucho más pequeñas como resultado del aumento de los siRNAs heredados maternalmente. crédito de la imagen: University of Texas en Austin.

El tamaño de la semilla está controlado por pequeñas moléculas de ARN heredados de la madre en las plantas, un descubrimiento de los científicos de la Universidad de Texas en Austin, que tiene implicaciones para la agricultura y la comprensión de la evolución de las plantas.

"Las semillas de cultivos proporcionan cerca del 70 al 80 por cientode las calorías y de 60 a 70 por ciento de todas las proteínasconsumidas por la población humana", dijo Jeff Z. Chen, profesor de Genética Molecular de Plantas en la Universidad de Texas en Austin. "La producción de semillas es obviamente muy importante para la agricultura y la evolución de las plantas."

Chen y sus colegas, entre ellos David Baulcombe de la Universidad de Cambridge, proporcionan la primera evidencia genética de que el desarrollo de las semillas está controlado por "pequeños RNAs de interferencia", heredados por vía materna, o siRNA.

Ellos publicaron su investigación en la revista PNAS el 3 de abril de este año.

Los siRNAs son conocidos por controlar un número de aspectos del crecimiento y desarrollo en las plantas y los animales. Los investigadores utilizaron la Arabidopsis, una planta con flores de rápido crecimiento en la familia de la mostaza, para el estudio.

En este caso, los investigadores encontraron que los siRNAs influyen en el desarrollo del endospermo de una semilla, que es la parte de la semilla que provee nutrientes al embrión de la planta en desarrollo, al igual que la placenta de los mamíferos. El endospermo es también la fuente de la mayor parte del contenido nutricional de las semillas para los seres humanos y animales.

A pesar de la importancia del endospermo, poco se sabe sobre los mecanismos moleculares que rigen su crecimiento.

En la floración semillas de las plantas, el embrión está formado por la fusión de un genoma materno y uno paterno, mientras que el endospermo combina un genoma paterno y dos genomas maternos. Este proceso de formación del embrión y del endospermo se conoce como "doble fertilización".

Los científicos encontraron que cuando una planta hembra, con un genoma duplicado (conocida como tetraploide), se cruza con una planta macho, con un genoma normal (llamado diploide), no sólo no hay un aumento en el genoma materno en el endospermo de las semillas de su descendencia, sino que también hay un incremento asociado en siRNAs maternos.

Estos siRNAs maternos disminuyen la expresión de genes que conducen al crecimiento del endospermo más grande, lo que significa que los siRNAs creansemillas más pequeñas.

"Ahora entendemos que siRNAs juegan un papel importante en la detección dedesequilibrios del genoma materno y paterno y el control de desarrollo de la semilla, y que el control de maternal es importante", dijo Chen.

Los investigadores están trabajando para averiguar cómo exactamente los siRNAs regulan la expresión génica en el endospermo y el embrión y cómocontrolan el tamaño de la semilla. Estos nuevos hallazgos permitirán a los científicos a desarrollar herramientas biotecnológicas para mejorar la producción de semillas y rendimiento de los cultivos.

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Categories: Arabidopsis, Genética de plantas, Plantas, siRNA