Los científicos se acercan a la descomposición genética de un árbol de Navidad que no deja agujas

Cada año se venden más de 100 millones de árboles de Navidad reales. Los investigadores están tratando de descubrir el genoma vasto y turbulento del árbol de Navidad para crear el árbol perfecto

“Un abeto, un abeto, qué estables son tus ramas” Así es la vieja canción de marketing de los vendedores de árboles de Navidad. Bueno, te habría perdonado por pensar eso, porque una cosa con la que sueñan sus clientes es un árbol real que se adhiera firmemente a sus agujas, a pesar de que fue arrancado, arrastrado adentro y sostenido en una cálida sala de estar durante un mes o más. más.

Durante años, los productores han intentado reproducir árboles con este codiciado rasgo, además de una forma linda, ramas verdes y tupidas y resistencia a las enfermedades de las plantas. Los cultivadores navideños están recurriendo cada vez más a la genética para ayudarlos, pero el proceso es mucho más complicado de lo que parece. Los genomas de la mayoría de las especies de árboles utilizados en Navidad son enormes, a menudo más grandes que el genoma humano, y la mayoría nunca se han cartografiado por completo. Se sabe relativamente poco sobre qué genes realizan qué función en estos árboles.

Pero Ulrik Braüner Nielsen, experto forestal de la Universidad de Copenhague, sabe que los árboles de Navidad son un gran negocio en Dinamarca. El país produce alrededor de 11 millones de árboles de Navidad al año, aproximadamente una quinta parte del total en Europa, donde los árboles de Navidad reales son más populares que en cualquier otro lugar del mundo. Y, sin embargo, entre el 20 y el 30 por ciento de los árboles cultivados no cumplen con las expectativas de los productores y no llegan al mercado, dice Nielsen.

Nielsen y sus colegas están perfeccionando las técnicas de reproducción para garantizar la uniformidad de los árboles de Navidad. Su arma secreta es un pequeño huerto en el que se permitió que crecieran los árboles y sus descendientes. Al analizar el material genético de estos árboles, Nielsen y su equipo pueden descubrir qué árboles progenitores produjeron la descendencia más deseable.

El gran beneficio de este enfoque es que el equipo no tiene que esperar décadas para que los árboles se reproduzcan; esa parte ya ha ocurrido. “Lo llamamos ‘selección posterior'”, explica. “Podemos averiguar quién es quién”.

Recientemente, Nielsen y sus colegas han utilizado el enfoque de selección inversa para investigar las propiedades de Abies bornmuelleriana, una especie de abeto nativa de Turquía. Abies nordmanniana es un árbol de Navidad mucho más común en Europa, pero la bornmuelleriana podría atraer a los cultivadores porque tiene agujas más rígidas y ramas dobladas hacia arriba, lo que le da un aspecto más completo.

“También hay muchas posibilidades de mejorar estas funciones, [including] reteniendo la aguja después de la cosecha ”, agrega.

Una vez que tienen una buena idea de la cantidad de árboles que buscan los atributos, el siguiente paso consiste en extraer los embriones y multiplicarlos en un laboratorio. Es una forma de clonación conocida como embriogénesis somática.

“Son hijos, genéticamente, de la plántula que habría crecido o del árbol que habría crecido, de ese embrión de semillas”, dice Gary Chastagner, un experto en árboles de Navidad de la Universidad Estatal de Washington, que está involucrado en una investigación en Dinamarca.

Significa que muchos miles, incluso cientos de miles, de plántulas se pueden producir simultáneamente en una reproducción, teniendo los productores una confianza razonable de que todos crecerán para convertirse en hermosos árboles de Navidad.

Investigadores de Finlandia han realizado un trabajo de este tipo con una especie de abeto, pero no es exactamente fácil. En este caso, se necesitaron siete años solo para llegar a las primeras rutas comerciales.

El proceso también presenta riesgos biológicos. Una población de árboles clonados podría demostrar haber heredado un defecto genético, haciéndolos a todos susceptibles a enfermedades o un insecto invasor. Los productores, después de apostar por un mini bosque de clones, pueden descubrir más tarde que gran parte de su stock está condenado al fracaso. Chastagner explica que la fuerza de los árboles clonados se puede probar en ensayos una vez que crecen, aunque esto agrega más tiempo y costo al proceso. También es posible confiar en múltiples clones, en lugar de uno solo.

Hablando de diversidad genética, esto es algo que en realidad está en peligro en al menos una especie de árbol de Navidad, según una investigación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). Un análisis importante de la diversidad de plantas publicado a principios de este año por Colin Khoury del Servicio de Investigación Agrícola del USDA y sus colegas encontró que la diversidad genética de los especímenes de Abies nordmanniana mantenidos en bancos genéticos, jardines botánicos y poblaciones silvestres era pobre, registrando solo 13 de cada 100 .

Jill Wegrzyn, experta en genómica vegetal de la Universidad de Connecticut, dice que este es un estado de cosas preocupante. Si aparece un nuevo patógeno que amenaza a los árboles de Navidad cultivados o si los productores se desesperan por obtener nuevo material genético para mejorar la retención de agujas u otros aspectos de la calidad del árbol, eventualmente pueden verse atrapados sin una población silvestre diversa a la que acudir.

Por lo tanto, existe aún más presión para desatar el genoma vasto y turbulento del árbol de Navidad, para que los criadores puedan comprender mejor con qué están trabajando. Wegrzyn y sus colegas pasaron años buscando un Santo Grial específico: el grupo de genes que determina exactamente cómo y cuándo los árboles de Navidad arrojan sus agujas después de haber sido talados.

En las ramas del árbol de Navidad, hay un pequeño tejido que se conecta a las agujas. Las células de ese tejido eventualmente se rompen, provocando la caída de las agujas. Pero este proceso es provocado por ciertos genes y se sabe que algunas familias de árboles tienen mejor retención de agujas que otras.

En 2017, Wegrzyn le dijo a DyN Noticias que sentía que la caza para descubrir exactamente qué genes estaban jugando aquí se estaba acercando a su cenit. Dos años después, dice que se han logrado avances, pero el trabajo está lejos de terminar.

“De hecho, hemos visto que hay genes que median una buena y mala retención de la aguja”, dice. Y, sin embargo, todavía no es posible confirmar con certeza cuáles de ellos están involucrados. Finalmente, puede resultar ser un grupo complejo de genes que es difícil de modificar con técnicas de ingeniería genética.

Un súper árbol transgénico que nunca arroja sus agujas todavía se siente muy lejos.

Ole Kim Hansen, uno de los colegas de Nielsen en la Universidad de Copenhague, dice que los productores de árboles de Navidad pueden encontrar que los beneficios del análisis genético son limitados en un futuro cercano. Trabaja tanto con la genómica como con los enfoques tradicionales de la reproducción y dice que este último sigue siendo el más útil en la actualidad.

Pero la cría tradicional, como se explicó anteriormente, se está volviendo cada vez más sofisticada. La selección inversa, la propagación clonal, el potencial del análisis genético para informar los cruces: esta es la realidad sangrienta del crecimiento de las plantas de hoy. En América del Norte y Europa, cada año se venden menos de 100 millones de árboles de Navidad reales, lo que no es exactamente un cultivo protector, dado que la población de todos estos países combinados supera fácilmente los mil millones. Si los árboles fueran más confiables y sus agujas fueran menos propensas a caer en Navidad, el mercado podría ser mucho más grande.

De todos modos, esa es la esperanza de los vendedores de árboles. Escuche con atención en esta época del año y es posible que escuche la encantadora caza. “Oh, árbol de Navidad, árbol de Navidad, de todos los árboles más hermosos. ¡Ven a buscarlos! ¡Haremos un buen precio! En serio, son geniales. “

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