¿Cómo, en la misma planta, logran coexistir flores masculinas y flores femeninas? Al estudiar el melón y el pepino, los investigadores del INRA revelan los mecanismos genéticos de lo que determina el sexo en plantas previamente desconocidas. La investigación fue publicado en Ciencia 06 de noviembre 2015 y el trabajo es de gran importancia agronómica en términos de selección y producción de cultivos.
La gran mayoría de las plantas son hermafroditas, es decir que sus flores contienen ambos órganos masculinos y femeninos. Sin embargo, algunas especies tienen flores de sexo separadas, ya sea en la misma planta o en diferentes plantas. Este es el caso de la familia Cucurbitaceae, que incluye entre otras sandía, melón, pepino, calabacín ...
En el melón y el pepino, la mayoría de los cultivares son en su mayoría monoico (presencia de flores masculinas y femeninas en la misma planta) o andromonoecious (flores masculinas y flores hermafroditas por separado en la misma planta). Más de una minoría, las plantas también pueden ser gynoecious (sólo flores femeninas) o hermafroditas (sólo flores hermafroditas).
En 2008, el gen implicado en el control de la formación de los órganos masculinos de las flores pistiladas (con un sistema reproductivo femenino) fue identificado en el melón. La expresión de este gen CmACS7 inhibe el desarrollo de estambres (aparato reproductor masculino de las flores), lo que lleva al desarrollo de una flor femenina. Cuando se muta este gen, a continuación, las flores femeninas se convierten en hermafroditas.
Luego, en 2009, fue el turno de los genes implicados en el control de la formación de los órganos femeninos a ser identificado en el melón. Llamado CmWIP1, su expresión inhibe el desarrollo del pistilo (flores reproductivos femeninos) cuando lideraba el desarrollo de una flor masculina. Cuando se muta este gen, el gynoécie aparece el melón.
En este modelo genético, quedaba por descifrar la coexistencia de las flores masculinas y flores femeninas en la misma planta de especies monoicas. Y entender cómo las plantas dioicas logran crecer. Es este proceso el que logró describir los investigadores del INRA.
Al estudiar el melón y pepino, descubrieron que si el gen CmWIP1 permite la expresión de las flores masculinas en las principales barras, el gen CmASC11 inhibe la expresión de CmWIP1 en las ramas de la planta y no conduce al desarrollo de flores femeninas. Cuando el gen CmASC11 no se expresa, se observa a continuación, el desarrollo de las flores masculinas. Por descifrar el mecanismo genético que conduce a la especie monoica, crearon una especie dioica artificial que les permitió proponer un modelo de evolución del sexo en plantas Hermafroditas a las especies dioicas en una etapa intermedia de la especie monoica.
Estos resultados sugieren considerables aplicaciones agronómicas. En primer lugar, en términos de control de la reproducción de las plantas:
- las plantas femeninas se producen más grande (en el origen de la formación de la fruta) podría mejorar los rendimientos.
- También permiten prever el control del desarrollo de la flor en melón, también en otras especies.
Estos trabajos de transferencia es excepcional como parte de un proyecto financiado y subvención de la ERC SEXYPART (European Research Council).
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