Lunes, 21 Marzo 2022 16:32

Identificado un gen que regula la localización subterránea de los tubérculos de patata

Fotografía de una planta de patata mutante en el gen BRANCHED1b (BRC1b) con tubérculos aéreos tras seis semanas de crecimiento. Fotografía de una planta de patata mutante en el gen BRANCHED1b (BRC1b) con tubérculos aéreos tras seis semanas de crecimiento. Inés Poveda, CNB-CSIC
  • Si las condiciones ambientales son buenas, las plantas de patata utilizan los azucares en la parte aérea para crecer, mientras que para sobrevivir al invierno los acumulan en tubérculos bajo tierra en forma de almidón
  • El gen BRANCHED1b, que regula varios procesos moleculares relacionados con periodos de inactividad vegetal, es también responsable de que los tubérculos se formen bajo tierra

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas identifican una nueva función del gen BRANCHED1b, que ha resultado ser esencial para la formación de tubérculos bajo tierra. El trabajo, que se publica ahora en Nature Plants  muestra que mutaciones en este gen afectan a la capacidad de distinguir entre tallos aéreos y subterráneos (llamados estolones) en las plantas de patata. De esta manera en las plantas mutantes se produce una distribución errónea de los azucares y de las señales que controlan la formación de tubérculos y estas desarrollan tubérculos aéreos, expuestos a las inclemencias del tiempo y los animales.  

El equipo del CSIC dirigido por Pilar Cubas, en colaboración con el de Salomé Prat, en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) ha identificado que el gen llamado BRANCHED1b (BRC1b) es esencial para que los tubérculos se formen únicamente en la parte subterránea de la planta. Cubas explica sus resultados “utilizando como modelo plantas de patata silvestres y mutantes que no expresaban este gen, estudiamos la formación de tallos aéreos y subterráneos (llamados estolones) durante seis semanas. Así observamos que los mutantes producían más tallos aéreos, pero menos estolones que las plantas silvestres. Pero el cambio más llamativo se refería a la formación de tubérculos: los mutantes producían muchos menos tubérculos subterráneos y de menor tamaño, y además, empezaron a producir tubérculos aéreos.” 

Michael Nicolas, investigador del CNB-CSIC y primer autor del trabajo recalca “cuando este gen no funciona correctamente, la planta no distingue entre las ramas aéreas y los estolones y permite la entrada de azúcar y de las señales que promueven la formación de tubérculos en las yemas axilares aéreas. De esta forma al cabo de unas pocas semanas en condiciones que simulan el invierno y los días cortos, las plantas empiezan a desarrollar un sorprendente número de tubérculos en la parte aérea de la planta.” 

Para Cubas “aunque a priori desde el punto de vista agronómico podría ser interesante cosechar patatas sin tener que desenterrarlas, esto no resulta adaptativo en la naturaleza, ya que los tubérculos, que son fundamentalmente órganos de supervivencia invernal, quedarían expuestos a las inclemencias del tiempo y al forrajeo de los animales”.

Por otro lado, estos resultados ayudan a comprender mejor el mecanismo molecular de reparto y acumulación de azúcar en los tubérculos y tienen una importancia agrícola más amplia, ya que otras especies que producen tubérculos, como la batata y la yuca, posiblemente tendrán genes  BRC1b que podrían desempeñar un papel similar en esas especies.

Más información

Michael Nicolas, Rafael Torres-Pérez, Vanessa Wahl, Eduard Cruz-Or, María Luisa Rodríguez-Buey, Ángel María Zamarreño, Beatriz Martín-Jouve, José María García-Mina, Juan Carlos Oliveros, Salomé Prat, Pilar Cubas. Spatial control of potato tuberisation by the TCP transcription factor BRANCHED1b. Nature Plant 2022

DOI: 10.1038/s41477-022-01112-2

 

CNB-CSIC Comunicación