Una investigación cofirmada por Silvia Manrique, del IRNASA-CSIC de Salamanca, y publicada en 'Nature Communications' ha identificado el gen SPL/NZZ como el activador de la reproducción en las plantas. Este descubrimiento es clave para controlar la apomixis, un proceso que permite crear clones de plantas híbridas, lo que podría revolucionar la agricultura y favorecer la soberanía alimentaria.
La ciencia salmantina vuelve a situarse en la vanguardia internacional con un descubrimiento fundamental para la biología vegetal. Un artículo publicado en la prestigiosa revista 'Nature Communications' ha desvelado el funcionamiento de un mecanismo esencial que permite a las plantas con flores reproducirse. El estudio cuenta con la firma de Silvia Manrique, investigadora del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), quien ha desempeñado un papel crucial como coautora del trabajo.
La investigación ha logrado identificar cómo un gen concreto activa la transformación de un grupo de células vegetales normales para que adquieran capacidad reproductiva. Este hallazgo no solo resuelve una incógnita biológica que persistía desde los años 90, sino que plantea importantes aplicaciones para la agricultura, otorgando potencialmente un mayor control a los agricultores sobre sus cultivos.
A diferencia de los animales, que poseen células especializadas (línea germinal) para la reproducción desde el inicio, las plantas desarrollan esta capacidad más tarde. Cuando comienzan a brotar las flores, ciertas células deben transformarse para realizar la meiosis, el tipo de división celular necesaria para la reproducción sexual. El estudio confirma que este proceso está controlado por el gen SPOROCYTELESS/NOZZLE (SPL/NZZ). Su función es tan crítica que, si presenta alguna mutación, la planta resulta estéril.
Aunque la existencia de este gen se conocía desde hace casi tres décadas, su funcionamiento exacto era un misterio. "No se sabía qué era ni cuál era su papel", explica Silvia Manrique, quien inició esta línea de investigación hace casi diez años durante su etapa en la Universidad de Milán.
El avance actual radica en haber descifrado el mecanismo molecular. Los investigadores han observado que el gen SPL/NZZ se une a factores de transcripción cruciales en la reproducción. Esta interacción influye en la señalización de las auxinas, las hormonas vegetales responsables de que las células adquieran identidad reproductiva. En términos sencillos, este gen "hace que una célula normal se convierta en una célula madre de la megáspora", la espora femenina, según detalla la investigadora del centro salmantino.
Más allá del avance científico teórico, el descubrimiento tiene un enorme potencial práctico. Comprender este mecanismo es un paso fundamental para entender la apomixis, un tipo de reproducción vegetal que no ocurre por meiosis, sino por mitosis. Esto significa que los descendientes son genéticamente idénticos a la planta madre, es decir, clones naturales.
"Esto es muy importante en agricultura cuando tienes un híbrido, porque si se reproduce por meiosis, se recombinan los genes y no mantienes el fenotipo; pero si hace apomixis, mantienes la misma combinación genética", comenta Manrique.
La aplicación directa de este conocimiento podría transformar el sector agrícola:
Entender el papel del gen SPL/NZZ es "una pieza más del puzle que nos permitiría controlar la reproducción de las plantas por apomixis", produciendo clones de sí mismas. Esto facilitaría enormemente la distribución de semillas y el trabajo con especies que no se pueden autofecundar, como muchas hortícolas o cereales básicos como el maíz, el trigo o el arroz.
El trabajo es fruto de una larga colaboración internacional entre el IRNASA-CSIC y expertos de diversos centros de Italia y Alemania. Los experimentos se han desarrollado utilizando como modelo la planta Arabidopsis thaliana.
Silvia Manrique, que actualmente ejerce también como coordinadora de la nueva sección de Genómica de la Sociedad Española de Genética (SEG), ha sido la encargada de liderar los estudios genéticos del proyecto. Estos análisis fueron posteriormente complementados con ensayos moleculares de interacción de proteínas y señalización hormonal para validar los resultados que ahora publica 'Nature Communications'.