Investigadores de la Universidad de Cornell revelan un misterio de

Investigadores de la Universidad de Cornell revelan un misterio de la
reproducción de las plantas al descubrir qué causa que el polen sea
aceptado o rechazado.
4/12/1999. Cornell News.
Ithaca, New York. -- Hace alrededor de un siglo los científicos descubrieron que algunas plantas no
permiten la fertilización por medio de su propio polen. Durante el último cuarto de siglo, los
científicos han sabido que existe comunicación celular entre el estigma femenino y el gameto
masculino, o polen. Pero no se sabía cómo el estigma podría notar la diferencia entre el propio
polen de la planta y el de otras plantas.
Ahora, investigadores de la Universidad de Cornell han desvelado este misterio botánico
fundamental, oculto durante largo tiempo, en un informe de la edición del 25 de noviembre de la
revista Science. Han descubierto que la respuesta está en un gen que le dice a determinados
receptores situados en el estigma qué polen debe aceptar o rechazar.
Las plantas tienen varias formas de reproducirse. Algunas se autopolinizan, otras tienen
polinización cruzada. En el caso de la col, un miembro de la familia de las crucíferas, el estigma de
la planta, la superficie receptora en la punta del carpelo de esta, sólo acepta polen de otras coles
con las que no está relacionada genéticamente. Debido a que la col no se fertiliza a sí misma, se
denomina "auto-incompatible".
La suerte del polen en las plantas auto-incompatibles puede considerarse como el opuesto al de
los trasplantes de órganos en animales. Un órgano autotransplantado es rechazado si su marca
genética es diferente de la del huesped pero tiene muchas probabilidades de ser aceptado si es
similar. En el caso de las plantas auto-incompatibles, el parentesco genético entre el polen y el
estigma tiene como consecuencia el rechazo del polen, y la falta de relación genética redunda en
una aceptación.
Los científicos de Cornell, dirigidos por June y Mikhail Nasrallah, profesores de biología vegetal en
Cornell,comienzan a comprender qué es lo que hace a una planta auto-incompatible. Hace casi
una década, el grupo de Nasrallah identificó un receptor sobre la superficie del estigma que
permitía distinguir entre polen propio y no propio, pero la "etiqueta" en la superficie del polen que
identificaba a este permanecía esquiva.
En su última investigación, los Nasrallah trabajando con Cristel Schopfer, investigador posdoctoral
de Cornell en ciencias de las plantas, encontró un gen localizado en el llamado locus S, la región
génica que se sabe controla el fenómeno del reconocimiento. Llamaron al gen como de la "proteína
rica en cisteína del locus S", o SCR para abreviar. Esta es el antes lárgamente buscado factor
determinante de la masculinidad en los procesos de reproducción de plantas crucíferas. El gen
tiene la clave de por qué el estigma rechaza o acepta ciertos pólenes. Se expresa en la antera de
la planta -- la parte superior del estambre -- quien produce y codifica biológicamente el polen.
El mecanismo contra la autopolinización se encuentra en las coles y en otros miembros de la
familia de las crucíferas. En esta particular familia de plantas, el polen ha de ser de un tipo
diferente de emparejamiento que el estigma receptivo. Si polen y estigma coinciden en los tipos de
emparejamiento, como en el caso de la autopolinización, el estigma impide al polen la fertilización
de lós ovulos. Este tipo de emparejamiento, o auto-incompatibilidad está determinada por una
única dirección en el genoma de la planta, el locus S.
"Las plantas con flores han desarrollado varios mecanismos para evitar la fertilización de sus
óvulos por su propio pólen, favoreciendo a granos de pólen de otra planta de la misma especie",
comenta Schopfer. Esta polinización cruzada, según los investigadores, ofrece la ventaja de
mezclar material genético creando una combinación de genes nueva y posiblemente ventajosa.
"Es un mecanismos natural para la producción de plantas híbridas -- de esta familia de plantas, o
bien de otras especies -- a una escala comercial", comenta Mikhail Nasrallah.
Para probar que es el gen SCR quien determina el destino del polen en un estigma dado, el
laboratorio de Nasrallah transfirió el gen SCR de una planta de col (una planta "tipo-A") a otra
planta de col (planta "tipo-B"). Normalmente una planta tipo-A podría aceptar polen de una planta
de una planta tipo-B, pero en este experimento, el polen que llevaba el gen SCR trasferido era
reconocido por el estigma tipo-A como perteneciente al tipo-A. Así, debido al mecanismo de autoincompatibilidad de la planta, el polen era rechazado.
El artículo de Science, "The Male Determinant of Self-Incompatibility in Brassica" ("El factor
determinante masculino de la auto-incompatibilidad en Brassica") fue escrito por los Nasrallah y
Schopfer. Los fondos de investigación fueron suministrados por la National Science Foundation, los
National Institutes of Health y el U.S. Department of Agriculture.
Persona de contacto: Blaine P. Friedlander Jr., bpf2@cornell.edu. Teléfono: (607) 255-3290.
Este artículo es una traducción cuyo original puede encontrarse en
http://www.news.cornell.edu/releases/Nov99/Pollenstigma.bpf.html.
BorNet desea expresar su gratitud a la Universidad de Cornell por la autorización para la difusión
de este artículo.