Más de 34 millones de personas en los EE. UU. no tienen suficiente comida. Se necesitan cultivos más diversos y adaptables para abordar los desafíos en la producción de alimentos empeorados por el cambio climático. Es posible que las bayas pequeñas y dulces llamadas cerezas molidas no alimenten al país, pero junto con otros «cultivos huérfanos» relacionados, podrían fortalecer el suministro de alimentos. Desafortunadamente, estos parientes lejanos de los tomates no están listos para la producción a gran escala, al menos no todavía.
El profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) e investigador del HHMI, Zachary Lippman, está trabajando para cambiar eso. Junto con el posdoctorado Jia He de CSHL y HHMI, Lippman construyó planos genéticos, o modelos, para dos tipos de cereza terrestre. Estos nuevos modelos pueden guiar a los genetistas de plantas hacia el desbloqueo del potencial sin explotar de las bayas de tierra. También pueden ser clave en la ampliación de otras plantas de solanáceas para un uso generalizado. Lipman dice:
«La familia de las solanáceas abarca más de 20 cultivos. Están los cultivos principales (papa, tomate, berenjena) y luego están los cultivos menores, o cultivos huérfanos, que son semidomesticados o simplemente silvestres. Muchos de ellos no han recibieron mucha atención de la investigación, pero podrían tener más potencial para una mayor producción si pudieran desarrollarse más».
Groundcherries son modelos ideales de la familia de las solanáceas debido a su genética similar y su larga historia evolutiva. También son comunes en América del Norte, fáciles de cultivar y fáciles de modificar genéticamente. Pero su atributo más interesante, dice Lippman, podría ser la cáscara parecida al papel, como un globo, o el cáliz inflado, que rodea sus bayas.
«Parece haber evolucionado de forma independiente varias veces en las plantas con flores», explica Lippman. «No está claro si es una peculiaridad de la evolución, un rasgo adaptativo o ambos. Pero una cosa, en mi opinión, es muy clara: es una de las novedades evolutivas más geniales que emergen en las plantas».
Investigaciones anteriores sobre las solanáceas sugirieron que los genes llamados MADS-box eran responsables de la aparición del cáliz inflado. Usando la herramienta de edición del genoma CRISPR en sus nuevos modelos de Groundcherry, Lippman y He apagaron los genes de la caja MADS uno por uno. Descubrieron que las plantas todavía tenían un cáliz inflado, tuvieran los genes o no. Los modelos también les permitieron descubrir un gen esencial para el desarrollo del cáliz inflado. Él dice:
«Sin estos recursos genómicos, es muy difícil identificar los mecanismos moleculares subyacentes a algunos de los rasgos que surgieron a través de la evolución. Creemos que con nuestro nuevo recurso, nuestros nuevos genomas, podemos diseccionar todo este proceso».
Lippman llama a los nuevos modelos de Groundcherry «los niños del cartel» de lo que viene a continuación de su laboratorio. Su objetivo es sazonar la familia de las solanáceas con muchos nuevos modelos de plantas, lo que facilitará la mejora de los cultivos a través de la edición del genoma. Estos modelos también ayudarán a comprender mejor el desarrollo evolutivo de las plantas.
«Más allá de mejorar los cultivos, estos nuevos modelos pueden brindarnos los medios para responder la pregunta fundamental de cómo emergen nuevos rasgos en las plantas», dice Lippman. «Creo que Jia será quien aborde eso en el futuro».
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Laboratorio de puerto de Cold Spring. Original escrito por Nick Wurm. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.