Genética molecular del desarrollo temprano del endospermo de maíz

Resumen

El maíz es uno de los cultivos más importantes de la agricultura mundial por ser tanto una buena fuente de nutrientes para el hombre y animales como la materia prima para muchos procesos de interés industrial. El valor económico del maíz radica sobre todo en sus semillas. Estas están constituidas por el embrión, que es el organismo que va a dar lugar a la nueva planta, y por el endospermo, en donde se acumulan los productos de reserva que va a utilizar el embrión durante la germinación. El objetivo de la tesis ha sido identificar genes activos en los primeros estadios de desarrollo del endospermo de maíz y que nos permitan comprender mejor como tiene lugar ese proceso. Se han usado para ello dos estrategias completarías: - Genética Reversa: En donde se ha partido de una genoteca de clones de cDNA extraídos de granos de maíz a los 10 DAP y se han seleccionado, mediante hibridación con sondas sustraídas, aquellos específicos de endorspermo y que se expresen preferentemente durante las primeras etapas de su desarrollo. De este modo se han obtenido 3 genes: AmSBT-1 (pertenece a una familia de proteasas del tipo subtilisina), ZmNAM Like-1 (similar a la familia de factores transcripcionales específicos de planta tipo NAC) y 12-91 A (similar a una proteína de arroz de función desconocida). Los dos últimos genes se expresan a bajos niveles y codifican para una proteína tanto citoplasmática como nuclear y únicamente nuclear, respectivamente. La mayor parte del trabajo se ha centrado sobre el gen ZmSBT-1 cuyo RNAm y proteína aparecen tan solo en la aleurona, con un pico máximo de expresión en torno a los 11 DAP. Una región promotora de 3.5 Kb de este gen dirige la expresión del gen delator GUS exclusivamente a la aleurona en plantas transgénicas de maíz y a la semilla y toda una serie de órganos en desarrollo en Arabidopsis. No se han podido encontrar mutantes de maíz para este gen en las colecciones publicas analizadas. Un gen relacionado, ZmSBT-2 se expresa exclusivamente en las células maternas del pedicelo de la semilla de maíz. - Genética Directa: En esta segunda aproximación se ha partido de una colección de líneas de maíz mutagenizadas por transposones del tipo Mu., propiedad de la empresa BIOGEMMA SAS. En 100 de estas líneas, cuyas semillas tiene un fenotipo del tipo ¿miniature¿, se ha analizado por RT-PCR cuantitativa la expresión de genes marcadores de diferentes dominios del endospermo., De este modo se han seleccionado 12 líneas candidatas por tener apreciable y consistentemente reducida la expresión de genes específicos de las células de transferencia del endospermo cuando se comparan granos mutantes con sus hermanos silvestres procedentes de la misma mazorca. Se ha hincado el estudio microscópico de las alteraciones morfológicas que surgen en el desarrollo de estas semillas mediante inmunolocalización e hibridación "in-situ".