El secreto del híbrido
2006/12/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
En Iowan, Illinois y en los estados vecinos, el maíz tiene una enorme importancia económica. Allí hay infinitas plantaciones de maíz y los productores siempre buscan las mejores variedades. Así, desde hace 80 años siembran variedades híbridas, que aportan una mejor cosecha que las variedades de maíz convencionales.
El hecho de que el híbrido tenga mejores características que los padres se llama heterosis y XX. A principios del siglo XX se demostró que este fenómeno se producía en el maíz. Cruzando la variedad de grano duro del norte con la de grano dentado del sur, se demostró que se obtenía un híbrido de alto rendimiento. Sin embargo, en aquella época no podían hibridar a gran escala, por lo que los agricultores no podían sembrar este tipo de maíz.
En 1914-1917 se obtuvo por primera vez el método para elaborar una variedad híbrida comercial. A partir de las cuatro variedades, producían este híbrido mediante doble cruce. Con el tiempo, utilizando sólo dos variedades en lugar de cuatro, y realizando un único cruce, obtuvieron interesantes híbridos.
Actualmente las variedades híbridas están muy extendidas. Uno de ellos, el maíz híbrido F1, es habitual en los países de EEUU productores de maíz, así como variedades parentales o 'padres': Variedades B73 y Mo17. Los investigadores de la Universidad de Iowa se han centrado en estos tres aspectos.
Mirando al ARN
B73 y Mo17 son variedades puras, muy homogéneas genéticamente y de características específicas. El híbrido F1, formado por el cruce de ambas, llega antes que las variedades parentales, crece más y da una mejor cosecha.
Los investigadores conocen bien los tres, y el mapa genético del maíz se ha elaborado a partir de una posterior al híbrido F1. En la investigación actual también se ha realizado un estudio genético, pero no para aclarar el ADN, sino para saber qué hace mejor el híbrido F1 que los otros dos. Para ello, se ha estudiado la expresión génica de tres, midiendo la cantidad de ARN de cada gen.
La investigación ha durado dos años. En primer lugar, los investigadores cultivaron las tres variedades en un entorno controlado para asegurar que las condiciones del entorno afectarían a todas por igual. Posteriormente aislaron el ARN de los tres genotipos y analizaron el ARN que contenía cada gen. Con ello han podido conocer la actividad de cada gen. El ARN es el paso intermedio entre el gen y la proteína, por lo que es un indicador de la actividad del gen.
Es la primera vez que se realiza un estudio a una escala tan grande. Utilizando la tecnología de las micromatrices, han analizado simultáneamente la actividad de 14.000 genes en las tres variedades. Y el resultado es que la heterosis no tiene una explicación sencilla, sino que los mecanismos que la explican son muy variados.
Primer paso
Para explicar por qué los híbridos son mejores que las variedades parentales, hasta ahora se han propuesto varios modelos moleculares. Según algunos modelos, la actividad de los genes del híbrido es mayor que la de las variedades parentales, lo que explica por qué es mejor la híbrida.
En otros modelos, por el contrario, el híbrido es mejor que las variedades parentales, ya que la expresión de los genes es menor en el híbrido que en los otros dos.
Por último, en algunos modelos no se tiene en cuenta si la expresión de los genes del híbrido es mayor o menor que la de las variedades parentales, por lo que no afecta a las características del híbrido.
Sin embargo, el estudio ha demostrado que en el híbrido F1 algunos de los genes son más activos que en las dos variedades parentales, otros tienen menor actividad y la actividad de la mayoría (78%) se encuentra en el rango de los genes de las otras dos variedades.
El resultado, por tanto, no resuelve totalmente la duda de los investigadores. Esto no significa, en absoluto, que la investigación haya sido inútil. Según los investigadores, el estudio ha sido realmente importante, ya que ha sido el primer paso para analizar qué ocurre en los híbridos a nivel molecular en comparación con las variedades parentales. También han demostrado que no existe el único mecanismo para explicar la superioridad de los híbridos, sino que los mecanismos moleculares son diversos y han comprobado que la superioridad del híbrido es un fenómeno complejo.
En cualquier caso, los investigadores pretenden avanzar y profundizar más. En el proceso actual de hibridación es imposible saber con precisión cuál será el resultado, en parte es debido a errores de ensayo. Además, es caro. El objetivo de los investigadores es, por tanto, ser capaces de controlar la heterosia para conseguir mejores híbridos de una manera más económica.
