La agrodiversidad es el conjunto de las especies seleccionadas por el hombre para su provecho y todas las variedades de ellas obtenidas. Esta diversidad es producto de la selección natural más el efecto de la selección humana debida a la domesticación. Evitar su pérdida es fundamental para el futuro de la agricultura, y por tanto, de la alimentación humana. Y la crioconservación de material vegetal se presenta como una de las técnicas válidas para ello. Pero, ¿produce este modo de mantener los vegetales algún cambio genético en los mismos que pueda alterar después sus propiedades? Eso es lo que han estudiado investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid que además han creado una nueva herramienta para interpretar los cambios detectados de forma sencilla.
Para poder conservar las especies vegetales utilizadas en agricultura, existen actualmente dos posibilidades. La primera es mantener esa diversidad in situ, es decir, cultivando dichas especies en explotaciones agrícolas. Sin embargo, esta opción no siempre es posible y para ello surgen los bancos de germoplasma, similares a grandes archivos o bibliotecas en las que los expertos conservan el germoplasma, estructuras vegetales capaces de dar lugar a nuevas generaciones de una especie.
“En algunos casos, basta con conservar las semillas, pero hay otras especies, como la patata, el ajo o la menta en las que esto no es posible y hay que conservar material vegetativo, como yemas”, explica Carmen Martín Fernández, del Grupo de Investigación en Germoplasma Vegetal de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas de la UPM y una de las autoras de este trabajo.
Constatar si la crioconservación, que emplea nitrógeno líquido a -196 °C para conservar el germoplasma, es un buen sistema de conservación y analizar si produce modificaciones a nivel epigenético, modificaciones en el ADN sin que varíe su secuencia, en las especies conservadas es el reto que se marcaron los investigadores, dado que es una de las principales dudas y preocupaciones de los expertos.
Especies genéticamente estables
“Se han desarrollado protocolos para la crioconservación de muchas especies vegetales. Sin embargo, existe preocupación respecto a la posible variación genética inducida en las plantas durante los procesos que hay que llevar a cabo para que los tejidos vegetales no sufran daños a esas bajas temperaturas. El estudio de los posibles cambios en la secuencia del ADN o en su estado de metilación (directamente implicado en la expresión génica) es por tanto fundamental”, añade la investigadora de la ETSIAAB.
Para ello, los expertos de la UPM desarrollaron una aplicación on line denominada Methylation Analysis Inference o MAI, basada en el lenguaje de programación R, uno de los más utilizados a nivel científico, que simplifica el análisis estadístico y la interpretación de los resultados sobre metilación del ADN obtenidos mediante la técnica MSAP (Methylation Sensitive Amplified fragment length Polymorphism).
Empleando ápices caulinares de menta los investigadores estudiaron su estabilidad a nivel genético y epigenético tras la crioconservación.
“Tras cada paso del protocolo de crioconservación testamos si los vástagos formados después eran genéticamente estables en comparación con los brotes control (aquellos que no se habían sometido a crioconservación). Todos los vástagos eran genéticamente estables”, explica la investigadora.
“Para el estudio epigenético los ápices se muestrearon inmediatamente después de cada paso y se observó un aumento de diferencias epigenéticas a medida que avanzaba el protocolo, en comparación con los ápices control. Sin embargo, después de un día de recuperación en cultivo in vitro, el estado de metilación fue similar al de los ápices control”, explica Carmen Martín.
Variación de los patrones de metilación detectados con marcadores MSAP a lo largo del protocolo de crioconservación
Los hallazgos obtenidos por los investigadores, publicados en Plant Physiology and Biochemistry, son relevantes porque ponen de manifiesto que la crioconservación es un sistema que garantiza la estabilidad de las especies conservadas de cara a su posterior utilización. Y lo hace, además, con una técnica novedosa que simplifica el trabajo.
“Este trabajo ha demostrado que mediante la crioconservación se obtienen plantas genéticamente estables y que los cambios epigenéticos observados desaparecen después de un día de cultivo. Además, la aplicación desarrollada (MAI) puede ser utilizada por otros investigadores para analizar estadísticamente, de forma sencilla, los marcadores MSAP comparando muestras obtenidas después de distintos tratamientos frente a un control”, concluye la investigadora de la ETSIAAB.
IBAÑEZ M.A, ALVAREZ-MARI A., RODRIGUEZ-SANZ H., KREMER C., GONZALEZ-BENITO M.E., MARTÍN C. 2019. Genetic and epigenetic stability of recovered mint apices after several steps of a cryopreservation protocol by encapsulation-dehydration. A new approach for epigenetic analysis. Plant Physiology and Biochemistry 143: 299–307 https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.08.026
El gen AtCDF3 promueve una mayor producción de az...
Un estudio con datos de los últimos 35 años, ind...
Un equipo de investigadores de la Universidad Juli...
En nuestro post hablamos sobre este interesante tipo de célula del si...
Horizon ha puesto en funcionamiento una nueva planta dedicada íntegra...
