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Mejora genética

Arroz silvestre y domesticado

Demuestran el flujo de genes entre el arroz silvestre y el arroz domesticado cuando aumentan los niveles de dióxido de carbono.

ESPAÑA 31/05/2012


Nuevos estudios por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han confirmado que niveles crecientes del dióxido de carbono atmosférico facilitan el flujo de genes del arroz silvestre, el cual es una maleza, a las variedades domesticadas del arroz. Como resultado de este flujo, las variedades domesticadas podrían adquirir las características no deseables de las malezas, de este modo impidiendo la producción del arroz en el futuro.

Éste es el primer estudio que demuestra que los efectos de aumentos en las concentraciones del dióxido de carbono atmosférico incluyen no sólo una influencia en el flujo de genes entre los genotipos estrechamente relacionados de plantas silvestres y plantas domesticadas, sino también que este flujo de genes no es el mismo en ambas direcciones.

''Sabemos que el cambio climático global requerirá revisiones por los agricultores en sus estrategias para responder a los patrones cambiantes del tiempo y las demandas de las plantas'', dijo Edward B. Knipling, quien es administrador del ARS. ''Estos nuevos hallazgos ayudarán a los criadores de nuevas variedades de plantas a diseñar e interpretar cómo los cambios climáticos podrían afectar la respuesta de las plantas''.

El fisiólogo de plantas Lew Ziska fue líder de la investigación. Los colaboradores incluyeron David Gealy, Martha Tomecek, Aaron Jackson, y Howard Black. Zicka y Tomacek trabajan en el Laboratorio de Sistemas de Cultivos y el Cambio Global perteneciente al ARS en Beltsville, Maryland. Los otros trabajan en el Centro Nacional Dale Bumpers de Investigación del Arroz mantenido por el ARS en Stuttgart, Arkansas.

El arroz silvestre, también conocido como el arroz rojo, es la misma especie como el arroz domesticado y es muy difícil de controlar en los campos de producción. El grupo realizó un estudio de dos años en los campos y en cámaras de crecimiento para documentar el impacto de cambios en las concentraciones del dióxido de carbono en el arroz rojo y en el arroz domesticado y para observar el intercambio de material genético entre los dos tipos de plantas.

Las concentraciones del dióxido de carbono en las cámaras fueron 300, 400 o 600 partes por millón (ppm por sus siglas en inglés). Estas concentraciones son muy similares a aquellas presentes a fines del siglo 19, el nivel actual, y el nivel proyectado a fines del siglo 21, respectivamente.

Cuando cultivados en concentraciones de 400 ppm y 600 ppm, ambos tipos del arroz produjeron más vástagos y flores y crecieron más altas, comparados con plantas cultivadas en concentraciones de 300 ppm del dióxido de carbono. Sin embargo, estos cambios en la altura, los cuales son considerados por los científicos como factores importantes en el intercambio del polen y de este modo tienen un impacto en el flujo de genes, fueron más notables en el arroz rojo.

El número de flores producidas por el arroz rojo cultivado en 600 ppm del dióxido de carbono fue doblado en comparación con el arroz cultivado en 300 ppm, el cual es un aumento significativamente más grande que el aumento en flores en el arroz domesticado. En el nivel más alto del dióxido de carbono, el arroz rojo también produjo flores ocho días más temprano, por término medio, y éste aparentemente aumentó la probabilidad de transferencia del polen entre los dos tipos de arroz.

Los investigadores luego realizaron un análisis genético de la progenie híbrida de las dos variedades de arroz. Los resultados indican que el arroz domesticado transfirió solamente una pequeña cantidad de material genético a su pariente silvestre, aún en la presencia del nivel más alto del dióxido de carbono. Pero las plantas silvestres transfirieron una cantidad relativamente más grande de material genético a sus parientes domesticados, en una gama del 0,22 por ciento en la presencia de concentraciones de 300 ppm del dióxido de carbono, al 0,71 por ciento en la presencia de concentraciones de 600 ppm del dióxido de carbono.

La transferencia del material genético de las plantas silvestres a las plantas domesticadas produjeron semillas que tuvieron características de las malezas, las cuales no son deseables en la producción del arroz domesticado.

Los resultados de este estudio fueron publicados hoy en la revista científica PLoS One.


 

 



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