El grupo de Desarrollo Reproductivo de Plantas (DREP), del Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario (IICAR, CONICET-UNR), en colaboración con colegas franceses e italianos, logró descifrar el genoma completo del pasto horqueta (Paspalum notatum Flüggé var. Saurae), una gramínea nativa de gran importancia económica para las regiones tropicales y subtropicales de Sudamérica, debido a su buena calidad y oferta forrajera.
Paspalum notatum es una especie capaz de formar semillas tanto por sexualidad -biparentales- como por apomixis -clones de la planta madre-. El trabajo, publicado en Scientific Data del grupo Nature, y dado a conocer por el CONICET, es clave para mejorar molecularmente esta forrajera nativa e “identificar los genes que regulan su reproducción, facilitando el uso de este conocimiento en programas de mejoramiento vegetal de vanguardia, aplicable también en especies de importancia agronómica, como los cereales”.
de Santa Fe, e imagen de una población natural de pasto horqueta. (Foto: CONICET).
El material vegetal utilizado para el estudio fue colectado en las cercanías de la ciudad de Cayastá, Provincia de Santa Fe, en la región considerada centro del origen de la especie. La investigación abre las puertas para la identificación de numerosos genes de interés agronómico -entre ellos, los que controlan la formación de semillas por vía sexual y asexual en las gramíneas-, y posee una amplia aplicación potencial en el mejoramiento vegetal de grandes cultivos como el maíz o el arroz.
Al respecto, el director del IICAR, investigador del CONICET, y coautor del artículo, Juan Pablo A. Ortiz, señala: “Es importante destacar que las especies del género Paspalum constituyen recursos forrajeros valiosos para las regiones tropicales y subtropicales de Sudamérica, y muchos de los genes identificados en este trabajo son de interés para la agronomía, como la tolerancia al estrés biótico y abiótico, la resistencia a enfermedades y la producción de biomasa”.
“La apomixis representa una oportunidad única que nos ofrece la naturaleza para acelerar la generación de variedades híbridas adaptadas a ambientes diversos”, explica Ortiz. “Creo que un aspecto central de nuestro trabajo es la continuidad a lo largo del tiempo, el haber logrado una investigación básica ordenada durante casi treinta años, en el marco de colaboraciones nacionales e internacionales sólidas”. El investigador asevera que esto les permitió contar con información sobre el modo de reproducción y la genética de la especie, que es central a la hora de identificar los mecanismos que controlan la formación de semillas para aplicarlos al mejoramiento de plantas.
Se cree que la sexualidad y la apomixis son mecanismos reproductivos ancestrales, que han evolucionado en forma paralela en los distintos grupos de vegetales hasta desembocar en una diversidad de mecanismos y posibilidades de expresión. Sin embargo, la investigación sobre la formación asexual de las semillas se ha enfocado hasta el momento en un número limitado de especies. Al respecto, Silvina Pessino, directora del Grupo DREP y también coautora del trabajo, afirma: “En varias poblaciones naturales de plantas, estos tipos de desarrollos reproductivos se mantienen en equilibrio, para posibilitar tanto la aparición de variabilidad (por la vía sexual) como la propagación eficaz de los individuos más adaptados (por apomixis)”. Es un balance delicado, expresa, y detalla que en Paspalum notatum se logra confinando la sexualidad a individuos con dos juegos de cromosomas -esto es diploides-; mientras que la apomixis se da en los que presentan juegos múltiples -poliploides-.
Pessino sostiene que los programas de mejoramiento deben respetar ese fino equilibrio natural, para que las especies mejoradas puedan conservar y aumentar toda su riqueza genética. “Conocer en profundidad cómo se regulan los dos mecanismos naturales de formación de semillas permitirá aumentar la cantidad de alimentos producidos a nivel mundial, cuidando y preservando a la vez la naturaleza y complejidad de los ecosistemas”.
Este trabajo fue financiado por el CONICET, la ANPCyT y la UNR y forma parte de dos proyectos internacionales del programa MSCA-Horizon 2020-RISE de la Unión Europea, denominados MAD (Mechanisms of Apomixis Development) y POLYPLOID (The Polyploidy Paradigm And Its Role In Plant Breeding).