Un equipo de científicos dirigido por la Universidad Estatal de Iowa pasó años trabajando para identificar las funciones del gen ZmPILS6. Ahora, han podido caracterizarlo como un importante impulsor del tamaño y la arquitectura de la planta, un portador de una hormona auxina que ayuda a regular el crecimiento de las raíces bajo tierra y de los brotes o tallos sobre el suelo. Sus hallazgos fueron publicados en las Proceedings of the National Academy of Sciences. (PNAS ).

"Un sello distintivo de la era actual de la ciencia es que tenemos todos estos datos genómicos de alta calidad, ya sea del maíz o de los humanos u otros organismos, y ahora tenemos la tarea de descubrir qué hacen realmente los genes", dijo Dior Kelley, profesor asistente de genética, desarrollo y biología celular en el estado de Iowa, quien dirigió el equipo de investigación.

El grupo utilizó "cribado genético inverso" (desde el gen hasta los rasgos expresados ​​en la planta), combinado con otras técnicas, mientras rastreaban el papel de su gen en el desarrollo del maíz. Las pantallas inversas requieren varias temporadas de crecimiento y no siempre funcionan, según Kelley. Su grupo tardó siete años en caracterizar minuciosamente ZmPILS6 y verificar que regula el crecimiento de las plantas.

Cuando se "eliminó" de plantas mutantes modificadas, su ausencia suprimió la formación lateral de las raíces y la altura de la planta. La investigación ha dado lugar a una patente provisional por su potencial para usarse en programas de mejoramiento para crear maíz de baja estatura que aún sea altamente productivo.

"Pienso en esto como maíz 'duendecillo'", dijo Kelley. "Hay mucho interés en él por todo tipo de razones, incluido el menor uso de agua y nutrientes y su capacidad para resistir fuertes vientos".

Mientras estudiaban ZmPILS6 en el maíz, los investigadores hicieron otro hallazgo curioso:el gen parecía tener efectos opuestos sobre el crecimiento de las plantas que un gen comparable en Arabidopsis, una planta utilizada a menudo como modelo para la investigación.

"Esto fue muy inesperado", dijo Kelley. "Ilustra que las proteínas vegetales, que han evolucionado en diferentes contextos, pueden comportarse de manera diferente. Enfatiza la necesidad de estudiar genes directamente dentro de cultivos clave de interés, en lugar de pensar que los entendemos en función de cómo funcionan en otras plantas". P>

Kelley atribuye gran parte del éxito del proyecto a un "gran equipo de colaboradores", especialmente a Craig Cowling, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Kelley que es el primer autor del PNAS. papel. "Craig fue quien realmente investigó y confirmó que este gen transporta la hormona vegetal auxina y controla absolutamente el tamaño del maíz".

"Este proyecto y ser reconocido como primer autor de un artículo en esta importante revista ha sido un poco increíble", afirmó Cowling.

Kelley califica la nueva investigación como investigación básica "fundamental" para comprender un gen que influye en numerosos y complejos rasgos de crecimiento, que la evolución ha conservado en muchas plantas, desde las algas hasta el maíz. "También es 'traslacional', ya que se vincula con recursos genéticos que pueden usarse para mejorar los programas de mejoramiento", dijo. "Esto abre nuevas preguntas y facetas de investigación para mi laboratorio."