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Proyectos de investigación

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Mejora de la producción de frutos y tubérculos por manipulación de los patrones de ramificación en Solanáceas

Biotecnología para la alimentación funcional

Investigador Principal: Pilar Cubas Domínguez

Centro de investigación o Institución: Centro Nacional de Biotecnología (CNB). CSIC. Madrid

Sinopsis

La agricultura sostenible demanda cada vez más variedades de plantas que produzcan mayores rendimientos por unidad de superficie y planta que favorezcan la recolección automatizada. Para ello es fundamental una optimización de la arquitectura de las plantas para que su crecimiento y aprovechamiento del espacio y los recursos (luz, nutrientes) sea óptimo. Los patrones de ramificación determinan la producción de flores y frutos, la distribución de fotoasimilados y el sombreado de las plantas vecinas. En muchas especies es de gran interés identificar plantas con menos ramas (variedades monostem) para favorecer el aporte de nutrientes al eje de crecimiento que desarrolla los frutos, facilitar la recolección mecanizada y reducir el coste de la poda manual. En otras especies, por el contrario, el aumento de la ramificación puede tener interés productivo ya que un mayor número de ejes de crecimiento supondría un mayor número de hojas, flores y frutos.

En este proyecto se ha avanzado en el desarrollo de herramientas genéticas no transgénicas para mejorar la arquitectura de especies de interés agronómico, concretamente Solanum tuberosum y Solanum lycopersicum. Se ha identificado, mediante escrutinio de colecciones TILLING, una serie de mutantes puntuales en los genes SlBRC1a y SlBRC1b de tomate, algunos de los cuales son mutantes nulos y pueden ser de gran interés para modificar la arquitectura de las plantas de tomate. Asimismo, se ha demostrado que líneas de introgresión que contienen el gen SpBRC1a de Solanum pennelli en el tomate cultivado muestran una acusada reducción de la ramificación basal.

Por último, una mutagénesis dirigida combinada con análisis fenotípico en Arabidopsis thaliana ha permitido identificar aminoácidos cuyas mutaciones puntuales probablemente causarían ganancias de función de BRC1a y BRC1b, y consecuentemente provocarían en las líneas portadoras una fuerte reducción del número de tallos laterales.

Tanto las líneas de introgresión como los mutantes puntuales se podrían utilizar directamente en mejora genética de la arquitectura de líneas de producción.

Izquierda, planta de tomate de la variedad M82. La flecha roja indica una rama lateral incipiente. Centro, Planta de la línea de introgresión S. Lycopersicum x S. Pennellii IL3-5, portadora de un gen SpBRC1a de S. pennelli. Derecha, Detalle de la base de las hojas y de las yemas axilares durmientes de la misma planta IL3-5.

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