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El aislamiento de estos genes permitirá actuar sobre ellos en condiciones in vitro y regular factores que controlen su expresión, lo que puede optimizar el enraizamiento. Debido a cambios morfológicos y fisiológicos en el proceso de maduración, un porcentaje muy reducido de los brotes adultos de castaño emite raíces, lo que dificulta la selección de los árboles para programas de mejora forestal.
Una tesis doctoral realizada en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado por primera vez en castaño dos genes (CsSCL-1, CsGH3) relacionados con la formación de raíces a partir de brotes cultivados in vitro y cuya diferente expresión en brotes adultos y juveniles explica parte de las dificultades para emitir raíces de los esquejes procedentes de castaños con más de 10 años, aquellos que reúnen caracteres interesantes para la selección en programas de mejora forestal.
La tesis destaca por su carácter pionero, ya que la identificación de genes de árboles es un área de investigación poco desarrollada por la comunidad científica habiendo especies, como el castaño, de la que todavía no se ha secuenciado el genoma.
Además, cabe señalar la utilidad práctica del hallazgo, dado que un contrato de investigación con la empresa Foresta-Mantenimiento de Plantaciones permitirá la transferencia de los resultados de la investigación al sector industrial y que científicos del CSIC en el Grupo de Biotecnología Forestal del Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia (CSIC, Santiago) identifiquen genes capaces de influir en la capacidad de enraizamiento en otras especies leñosas de interés industrial.
El autor, Jesús Vielba, realizó la tesis “Identificación y análisis de genes relacionados con la capacidad de enraizamiento en castaño (Castanea sativa Mill)” en el IIAG (CSIC) bajo la dirección de Conchi Sánchez. La investigación, defendida recientemente en la Universidad de Santiago de Compostela (USC), obtuvo la calificación de sobresaliente cum laude.
Objeto de estudio y metodología de la tesis
La tesis de Jesús Vielba se centra en dos de los procesos más significativos en las plantas en general y en los árboles en particular: la maduración y el enraizamiento adventicio.
Mientras que la maduración se caracteriza por los cambios morfológicos, fisiológicos y de expresión de genes en los árboles, el enraizamiento es un paso crítico en la producción de planta en la industria forestal y también en la hortofrutícola. Se da la circunstancia, además, de que durante la maduración los brotes de árboles adultos, aquellos de más de 10 años, pierden capacidad para emitir raíces, lo que limita la capacidad de propagación vegetativa y la conservación de genotipos superiores.
La tesis de Jesús Vielba se ha realizado a partir de un sistema experimental desarrollado en el IIAG de brotes de castaño cultivados in vitro basado en la diferente capacidad de enraizamiento de brotes del mismo genotipo pero diferente estado de maduración. Con dicho sistema se ha observado que mientras que un brote con carácter juvenil emite raíces con gran facilidad (en un 90% de los casos), un brote adulto del mismo genotipo lo hace en un porcentaje muy reducido (por debajo del 10%).
“Esta diferencia porcentual explica la importancia de conocer qué genes pueden estar relacionados con esa pérdida de capacidad para enraizarse, dado que los brotes adultos son los más adecuados para los programas de selección”, explica Jesús Vielba, autor de la tesis.
Vielba estudió durante seis años los brotes juveniles y adultos conservados in vitro en el IIAG procedentes de castaños gallegos de más de 80 años, con la finalidad de identificarlos y aislar aquellos genes cuya expresión influyese en la capacidad de enraizamiento de esos brotes.
“Por una parte, identificamos el gen CsSCL1. Observamos que este gen, que está relacionado con los procesos celulares que preceden a la formación de raíces y con el control de las divisiones celulares que originan la propia estructura de la raíz, tenía una escasa expresión en los brotes adultos. Por otra parte, aislamos el gen CsGH3, gen que responde a un estímulo particular de una hormonas denominadas auxinas y que son necesarias en diferentes momentos del enraizamiento y comprobamos que, en el caso de brotes adultos, las elimina en mayor medida que en los juveniles”, explica Vielba.
El aislamiento de estos dos genes, que se han identificado durante el desarrollo de este trabajo, permitirá actuar sobre ellos en condiciones in vitro y regular factores que alteren su expresión a nivel experimental, ya que los ensayos de campo con material forestal modificado genéticamente están muy limitados por la legislación vigente.
Tal y como se concluye en la tesis, “conocer la base genética y molecular que subyace el proceso de maduración permitirá encontrar mecanismos que ayuden a superar las limitaciones que impone en la producción forestal, abriendo nuevas vías para profundizar en la mejora de especies forestales”.
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