El maíz es el cultivo de cereales más productivo del mundo, en parte debido a que produce mazorcas grandes con cientos de granos que se desarrollan siguiendo un patrón estereotipado a partir de florecillas fértiles. Las inflorescencias femeninas maduras del maíz producen cientos de granos, que proporcionan una nutrición sustancial para satisfacer las crecientes demandas alimentarias y de biocombustibles por parte de una población humana en aumento.
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De esta manera, promover el rendimiento de grano de maíz por unidad de área mediante el uso de herramientas genéticas es una vía sostenible para incrementar la oferta mundial de granos de maíz. Es así como incrementar el número de granos por mazorca se convierte en uno de los objetivos clave del mejoramiento.
Los granos del maíz surgen de florecillas femeninas bien desarrolladas y polinizadas, nacidas de meristemas de espiguillas que se derivan del meristemo de inflorescencia. Por lo tanto, se cree que la actividad de este último determina el número de floretes y granos en la mazorca de maíz.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad Agrícola de Huazhong, en Wuhan - China, han identificado un gen y una enzima de biosíntesis de etileno que modula la variación cuantitativa en la longitud de la mazorca de maíz y el rendimiento en grano. Los resultados de la investigación fueron publicados en un artículo en Nature Communications.
El equipo de científicos encontró que el locus qEL7 codifica 1-aminociclopropano-1- carboxilato oxidasa2 (ACO2), un gen que funciona en el paso final de la biosíntesis de etileno y se expresa en dominios específicos en las inflorescencias en desarrollo, por lo que controla el rendimiento de grano al afectar el número de flores y la fertilidad en mazorcas en desarrollo.
En los ensayos, los científicos editaron ACO2 obteniendo una variante denominada ZmACO2 y observaron que conduce a una reducción en la producción de etileno en mazorcas en desarrollo y promueve el desarrollo de meristemas y flores, lo que resulta en un aumento de aproximadamente 13,4% en el rendimiento de grano por mazorca en líneas híbridas.
Los hallazgos de la investigación sugieren que el etileno sirve como una señal clave en el desarrollo de la inflorescencia, afectando el número de espiguillas, la fertilidad floral, la longitud de las mazorcas y el número de granos, por lo que el equipo de investigadores piensa que su trabajo puede proporcionar una herramienta para mejorar la productividad del grano al optimizar los niveles de etileno en el maíz o en otros cereales.
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