Investigadores de dos centros de investigación franceses, CIRAD e INRA, demostraron recientemente que la inactivación de un gen, RECQ4, conduce a un aumento de tres veces en la recombinación genética en cultivos como el arroz, arvejas y tomate. El gen inhibe el intercambio de material genético a través de la recombinación («crossing-over» o entrecruzamiento cromosómico) durante el proceso de reproducción sexual en los cultivos. Este descubrimiento, publicado en la revista Nature Plants el 26 de noviembre de 2018, podría acelerar el mejoramiento genético de plantas y el desarrollo de variedades mejor adaptadas a condiciones ambientales específicas (como resistencia a enfermedades o adaptación al cambio climático).
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La recombinación es un mecanismo natural común a todos los organismos que se reproducen sexualmente: plantas, hongos o animales. La mezcla cromosómica determina la diversidad genética de las especies. El fitomejoramiento practicado durante los últimos diez mil años, que consiste en cruzar dos plantas elegidas por sus caracteres complementarios valiosos, se centra en ese mecanismo. Por ejemplo, para obtener una nueva variedad de tomates que son sabrosos y resistentes a las plagas o enfermedades, los mejoradores cruzan y reproducen, mediante sucesivas recombinaciones, plantas que tienen los genes involucrados en el sabor y la resistencia. Sin embargo, este es un proceso largo, ya que ocurren muy pocas recombinaciones durante la reproducción. En promedio, hay solo uno a tres puntos de cruce de material genético entre los cromosomas para cada cruce. Por lo tanto, es imposible combinar seis genes valiosos en una sola generación, lo cual es un obstáculo importante para el mejoramiento de los cultivos. Entonces, ¿qué es lo que limita el número de recombinaciones?
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Para averiguarlo, los investigadores del INRA identificaron y estudiaron los genes involucrados en el control de la recombinación en una planta modelo, Arabidopsis thaliana. Descubrieron que un gen, RECQ4, es particularmente eficaz para prevenir el entrecruzamiento: A tal punto que la inactivación duplica y hasta cuadruplicar la frecuencia de recombinación. ¿Qué pasa con los cultivos? Esto es lo que los investigadores de un consorcio en el que participan el INRA y el CIRAD se propusieron determinar, mediante el examen de tres especies de valor agrícola: la arveja, el tomate y el arroz. Y lo lograron. Al «apagar» el gen RECQ4 triplicaron, en promedio, el número de entrecruzamientos, lo que resultó en una mayor mezcla de cromosomas, y por lo tanto una mayor diversidad, con cada generación. Esto será una bendición para las futuras operaciones de fitomejoramiento en CIRAD e INRA.