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Investigan los procesos para transformar el trigo, la cebada y el centeno en plantas perennes

Mié, 11/02/2016

Los estudios sobre perennidad podrían aplicarse para obtener plantas más longevas, reduciendo las tareas de siembra y los costes de cultivo Pilar Catalán, de la Universidad de Zaragoza, y Bruno Contreras, de la Estación Experimental de Aula Dei (CSIC), participan junto a cuatro campus de EEUU en un proyecto del Joint Genome Institute El trabajo analizará los genomas de gramíneas modelo Brachypodium y permitirá trasladar los hallazgos genómicos a cereales templados y a plantas biocombustibles

(Zaragoza, miércoles, 2 de noviembre de 2016). Conocer las posibilidades de transformación de plantas anuales en perennes permitiría que los cereales templados anuales, como el trigo, la cebada o el centeno, pudiesen desarrollarse durante más años, disminuyendo las tareas de siembra y economizando los costes de su cultivo.
 
Pilar Catalán, coordinadora del grupo Bioflora de la Universidad de Zaragoza, y Bruno Contreras, coordinador del grupo Biología Computacional y Estructural de la Estación Experimental de Aula Dei (CSIC) trabajan ahora junto a colegas de las Universidades de Harvard, Wisconsin-Madison, Vermont y Michigan, dentro del proyecto internacional financiado por el Joint Genome Institute (EEUU) para profundizar en los mecanismos que regulan el cambio de plantas anuales a perenes así como en la tolerancia a estrés.
 
Los estudios sobre las transiciones de plantas anuales a perennes se van a desarrollar en gramíneas del género Brachypodium, plantas silvestres que se reproducen fácilmente en campo e invernadero, capaces de crecer en condiciones controladas y que germinan adecuadamente. Para Pilar Catalán, investigadora y profesora de la Escuela Politécnica Superior de Huesca, estas plantas son muy útiles como plantas modelo. De hecho, desde hace más de dos décadas se han venido empleando en la investigación genómica y, en especial, para la transferencia de los hallazgos obtenidos en ellas a los cereales y a plantas forrajeras o bioenergéticas de interés económico.
 
En concreto, con estas gramíneas modelo se llevan a cabo estudios de tolerancia o sensibilidad a estrés (sequía, frío/calor, metales pesados), resistencia a fitófagos, desarrollo y almacenamiento de compuestos de la semilla, enraizamiento, síntesis de compuestos de la pared celular, y tiempos de floración, entre otros.
 
Ahora, con este nuevo proyecto internacional se va a ahondar en el conocimiento del paso de planta anual a perenne, y sus características fisiológicas asociadas. Esta transición, aunque ha aparecido varias veces a lo largo de la evolución de muchos grupos de plantas, todavía supone una incógnita, ya que no se conocen bien los mecanismos que han podido producirla. A diferencia de las plantas anuales, las gramíneas perennes viven dos o más años, pudiendo llegar algunas de ellas a ser relativamente longevas y, en general, son de mayor tamaño.
 
Igualmente, desde una perspectiva agronómica sería muy interesante conocer las posibilidades de transformación de plantas anuales en perennes, lo que permitiría que los cereales templados anuales (trigos, cebada, centeno) pudiesen desarrollarse durante más años, disminuyendo las tareas de siembra y economizando los costes de su cultivo.
Además el estudio de estas plantas modelo perennes tiene igualmente un gran interés económico, ya que las principales gramíneas bioenergéticas, a partir de las cuales se extraen los combustibles “verdes” (por ejemplo el etanol) son plantas perennes muy robustas, que producen una elevada cantidad de biomasa (tales como las cultivadas Miscanthus spp. y Panicum virgatum).
 
La ventaja de estudiar este tipo de gramíneas modelo es que su genoma es más pequeño que el de los cereales templados, aunque evolutiva y genéticamente guarda similitudes. “Nuestro objetivo es trasladar los resultados que obtengamos en estas plantas modelo a los cereales y a otras gramíneas, analizando cómo se expresan los genes y cómo responden nuestras plantas ante estrés ambiental o patógenos, para compararlos después con los del trigo o la cebada y ver si se reproduce la misma respuesta génica en unos y otros y facilitar la selección de líneas tolerantes”, destaca Pilar Catalán.
 
Se adjuntan varias imágenes:
Pilar Catalán, Investigadora principal del grupo Bioflora de la Universidad de Zargoza, con las plantas objeto de estudio, y Bruno Contreras-Moreira, Investigador Principal del grupo de Biología Computacional y Estructural de la Estación Experimental Aula Dei (CSIC, Zaragoza), en el laboratorio de su equipo. Ambos investigadores, miembros de la Unidad GBsC (BIFI-Unizar), asociada al CSIC, son co-investigadores principales del nuevo proyecto financiado por el JGI.
 
Detalle de una de las especies perennes de Brachypodium que está siendo investigada en el proyecto.