Identificación de genes asociados a la capacidad de embriogénesis somática en Pinus pinea L

Zusammenfassung

La embriogénesis somática es un proceso de regeneración adventicia mediante la cual las células vegetales somáticas ya diferenciadas entran en un nuevo ciclo celular y adquieren una capacidad plena para formar embriones que pueden originar una planta adulta completa. Aunque este proceso puede ocurrir de manera natural, la inducción de la embriogénesis somática en condiciones controladas es limitante en determinadas especies vegetales, especialmente en especies arbóreas forestales. En general, el género Pinus se considera todavía como recalcitrante a la inducción de la embriogénesis somática. El pino piñonero (Pinus pinea L.) es una conífera natural que se extiende por toda la franja mediterránea y es conocido por la producción de piñones, uno de los productos forestales más importantes desde el punto de vista productivo. El pino piñonero se propaga vegetativamente mediante injertos, fundamentalmente. Sin embargo, la variabilidad en la producción, debida a la interacción púa-patrón portainjerto y sus limitaciones estacionales, es una desventaja destacable. La embriogénesis somática permite la producción de un elevado número de plantas y la posibilidad de conservar a largo plazo las líneas embriogénicas para el desarrollo de una silvicultura de variedades forestales testadas. Sin embargo, los factores que afectan a la expresión de la capacidad embriogénica, fundamentalmente el genotipo, limitan el uso generalizado de esta tecnología. En la actualidad, la disponibilidad de técnicas de análisis a gran escala abierto la posibilidad de definir grupos de genes, proteínas y metabolitos que se expresan de forma simultánea asociados a numerosos procesos de desarrollo de árboles y, por tanto, de ser transferidos a los programas de mejora para un diagnóstico y una caracterización más precisos de los materiales utilizados en los programas que permitirán una gestión individualizada después del diagnóstico. En este trabajo se han identificado y caracterizado genes relacionados con la capacidad de embriogénesis somática asociada al genotipo en Pinus pinea L. El análisis global de expresión génica en líneas de genotipos con alta y baja capacidad embriogénica indica que numerosas vías de regulación, bien induciéndose o reprimiéndose de forma coordinada con genes diana potenciales, se modulan significativamente durante la inducción o represión de la embriogénesis somática. La regulación epigenética dependiente de la remodelación de cromatina y de la regulación mediada por miRNAs, así como la expresión de genes con función reconocida en la embriogénesis somática son relevantes y podrían indicar que las masas de las líneas con baja capacidad embriogénica pueden responder a las condiciones de cultivo y expresar o inducir cierta competencia para la embriogénesis, existiendo otros factores que inhiben su completa expresión. Aunque estas masas expresan capacidad para el inicio de la división celular, el avance del ciclo celular y el establecimiento de la identidad meristemática no progresan. Las vías de señalización de auxinas, jasmonatos y brasinosteroides junto con la señalización mediada por la pared celular, la membrana y el citoesqueleto representarían activadores o represores de la transcripción de genes diana asociados a la capacidad embriogénica, como los que codifican para factores de transcripción con función documentada en el proceso. La expresión de genes que codifican para proteínas involucradas en la diferenciación de tejidos adultos, en la organización del citoesqueleto y determinados factores de transcripción en las masas de las líneas con baja capacidad embriogénica y en órganos vegetativos podría indicar la expresión de un potencial bloqueo de la reprogramación o de la competencia embriogénica, probablemente asociado a la dinámica del citoesqueleto y a la inducción irreversible de procesos de diferenciación en estas masas relacionados con una pérdida de la competencia embriogénica.