La maravillosa mutación del maíz mexicano: Obtener dos o más plantas de una semilla

El maíz mexicano presenta una mutación que puede ser aprovechada con fines agrícolas: ser poliembriónico.

La poliembrionía en maíz (PEm) es una mutación poco frecuente que se caracteriza por la formación de dos o más plantas por semilla. Este fenómeno tiene ventajas agronómicas y económicas mediante el aumento de la producción y competitividad, ya que una semilla puede producir de dos a seis plantas, resultando el aumento en el número de plantas y mazorcas.

Investigadores del Instituto Mexicano del Maíz (IMM) de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) desarrollan un proyecto para identificar proteínas presentes en las semillas que tienen esta característica poliembriónica, en busca de un mecanismo para su aplicación potencial en el sector agroindustrial, al poderlas replicar y utilizarlas de manera extensiva.

El objetivo de esta investigación, dirigida por el doctor José Espinoza Velázquez, investigador del IMM, será determinar la presencia de proteínas específicas de semillas poliembriónicas (PE) durante el desarrollo del embrión, esto permitirá secuenciarlas y estimar los productos que expresen e intervengan en este fenómeno.

“El objetivo principal y final del proyecto es lograr que se tenga el 100 por ciento de la poliembrionía”, comentó el ingeniero Julio César Velázquez Ventura, colaborador del proyecto y estudiante de la maestría en ciencias en fitomejoramiento de la UAAAN.

Estudios pioneros

Los investigadores señalaron que, en la actualidad, existen pocos estudios en poliembrionía en maíz, debido a que es difícil obtener poblaciones con alta frecuencia de PEm. Sin embargo, aún se desconocen muchos mecanismos genéticos que controlan la PEm, por lo que se considera la pertinencia de seguir ampliando las investigaciones en el tema.

Para buscar esta identificación, los especialistas utilizarán 15 familias de la población de alta frecuencia de poliembrionía, denominada UA-IMM-NAP; 15 familias derivadas de la población UA-IMM-NBP de baja frecuencia de poliembrionía; seis genotipos segregantes de la poliembrionía de tercera generación; y cuatro híbridos comerciales representativos del maíz común. La presencia de proteínas específicas en las semillas poliembriónicas será determinada mediante electroforesis SDS-PAGE (una dimensión), posteriormente se hará la separación del perfil proteico 2D (dos dimensiones).

“Un objetivo es identificar alguna proteína específica que pudiera tener alguna participación en el fenómeno de la poliembrionía; posteriormente se van a realizar investigaciones para mejorar variedades y poder lograr el 100 por ciento de la poliembrionía. Es un proyecto nuevo, en realidad no se ha trabajado con proteínas en maíces poliembriónicos, quizás en otros maíces comunes pero no en los poliembriónicos, es algo innovador”, indicó el ingeniero Velázquez Ventura.

Ing. Julio César Velázquez Ventura

La diferencia de los patrones de proteínas sintetizadas será determinada con el software Melanie, las proteínas expresadas diferencialmente en los grupos poliembriónicos y no poliembriónicos se secuenciarán y las proteínas serán identificadas con la herramienta TagIdent de Swiss-Prot.

Con la identificación de las proteínas que intervienen en el fenómeno, los científicos podrán identificar el gen o genes que tienen efectos determinantes en la poliembrionía, lograr su expresión al 100 por ciento en los cultivos y trabajar en el mejoramiento genético del maíz.

Esta investigación forma parte de un proyecto que tiene como objetivo principal lograr el máximo posible de frecuencia del fenómeno en poblaciones de interés y potencial de producción (idealmente es alcanzar el 100 por ciento de poliembrionía, aunque lo más probable es llegar a contar con frecuencias entre 75 y 85 por ciento, por el fenómeno asociado conocido como “penetrancia incompleta de los genes”). Un alto porcentaje de PEm permitiría generar variedades de maíz de interés para diversos productores y la agroindustria.

La consecución del objetivo general del proyecto “es lograr el 100 por ciento de poliembrionía y generar variedades que sean consistentes y estables en el fenómeno de la poliembrionía, y que esto ayude al productor a tener más rendimiento y menor número de semillas por hectárea. Con esto, se tendrá un mayor número de plantas por hectárea y beneficios nutricionales, según la literatura especializada, ya que estos granos podrán contar con un mayor contenido de lisina y triptófano”, explicó el colaborador.