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Los criadores de plantas y los productores de frutas necesitan saber quién es el «padre frutal» porque les dice cuál de las variedades que crecen en el huerto están haciendo el mejor trabajo como donante de polen. Por lo tanto, los investigadores realizan una «prueba de paternidad» de la fruta, comparando todo el polen en las proximidades con el ADN de la fruta.
Las plantas forman una fruta cuando el polen (parte reproductiva masculina) se mueve a través del pistilo (parte reproductiva femenina) y fertiliza el huevo dentro del ovario.
La mayoría de las veces, este polen proviene de otra flor en la misma planta, o una planta diferente de la misma variedad, o una planta de una variedad diferente, pero de la misma especie. Los polinizadores, las aves y las abejas (y el viento y los mamíferos) son 'agentes' que llevan polen a las flores.
Después de la fertilización, el ovario se convierte en una fruta que permanece unida a la planta. Esto facilita saber quién es la planta de mamá (a menos que se coseche la fruta). Sin embargo, encontrar la planta de papá no es tan sencilla; Necesitamos saber de dónde vino el polen. Para complicar aún más las cosas, una flor puede recibir una mezcla de diferentes tipos de polen de muchas flores diferentes. Cuando una fruta tiene múltiples semillas, cada semilla podría tener un padre diferente.
En ese caso, ¿cómo sabemos quién es el papá? ¿Qué planta o flor proporcionó el polen?
Es fácil identificar a la madre femenina de una fruta, pero ¿cómo sabemos quién es el verdadero padre? (Créditos: Aleksandarlittlewolf/Freepik)
Ahora, podría preguntar por qué alguien querría saber quién es el padre de una fruta. Bueno, para los criadores de plantas, esa es información importante. Si el cultivador quiere saber cuáles de las variedades que crecen en el huerto están haciendo el mejor trabajo como donante de polen, necesitan identificar los mejores «padres de frutas».
Cuando hay un problema de paternidad en disputa en humanos, identificamos al padre a través de pruebas de paternidad con marcadores de ADN. Bueno, podemos hacer lo mismo con las frutas.
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¿Cómo se realiza un análisis de paternidad?
Las frutas heredan su material genético (ADN) de ambos padres. El ADN de los padres se combina y forman una combinación única del ADN (y los genes) durante la reproducción sexual. Los niños llevan una mezcla de características de ambos padres.
El perfil de ADN de la fruta contiene una combinación del perfil de ADN de ambos padres. Para encontrar las partes del ADN que provienen del padre, una prueba de análisis de paternidad se realiza utilizando marcadores de ADN.
Primero, el perfil de ADN de la fruta se compara con el de la planta madre para determinar qué partes del perfil de ADN provienen del padre femenino y qué partes provienen del padre masculino. A continuación, los perfiles de ADN de todos los donantes potenciales de polen en la vecindad se comparan para identificar cuáles contribuyeron al perfil de ADN de la fruta.
Las pruebas de análisis de paternidad se utilizan para identificar los donantes de polen de frutas (créditos: NMK-Studio/Shutterstock)
Los investigadores utilizaron el análisis de paternidad para identificar los donantes de polen de frutas de oliva. Para hacer esto, abrieron el pozo de oliva y extrajeron el ADN de los embriones. Usaron marcadores de ADN para hacer huellas digitales estos embriones, la planta madre y las 17 variedades de oliva presentes en el huerto. Luego, compararon las huellas digitales e identificaron cuáles de las variedades en las cercanías eran el padre masculino del embrión. Pudieron ver preferencias claras (compatibilidad cruzada) entre los donantes de polen.
La variedad de papá no era necesariamente el árbol más cercano al Mom Tree o la variedad con el mayor número de plantas.
En otro estudio, se utilizó análisis de paternidad para identificar a los donantes de polen en semillas de fresa. La fruta de fresa es una fruta agregada con cientos de aquenios (las verdaderas frutas) en un receptáculo carnoso. Cada achene contiene una semilla. Los investigadores compararon los perfiles de ADN de estas semillas con los de la planta madre y las variedades vecinas para determinar si las semillas se formaron después de la polinización cruzada o la autopolinación. Resultó que en el caso de las fresas, incluso cuando había polen de otras variedades disponibles, las flores preferían su propio polen. El 98% de las semillas fueron autopolinadas.
¿Por qué la planta necesita encontrar un donante de polen? ¿Y por qué necesitamos saber qué planta es?
Cuando los genes de dos variedades diferentes de plantas se mezclan para formar una semilla, le da a la semilla una ventaja evolutiva, ya que la planta con la nueva combinación de genes puede tener algunos rasgos nuevos que la mejoran para la supervivencia. Dado que las plantas están enraizadas en un solo lugar, la naturaleza ha diseñado ciertas formas de garantizar que la mezcla de genes sea posible.
Entre estos métodos se encuentra la amplia gama de polinizadores y las diversas formas en que las plantas se adaptan a los polinizadores. Por ejemplo, las especies polinizadas por el viento producen mucho polen de luz que el viento puede transportar fácilmente. Por otro lado, las especies polinizadas por las abejas producen flores en colores atractivos que contienen néctar para atraer a las abejas. También tienen un polen pegajoso que se adhieren a los cuerpos de las abejas.
Las plantas también tienen mecanismos para garantizar que el polen de la misma flor no se polinice. Estos mecanismos pueden estar en forma de barreras físicas y temporales, donde el polen en la flor está separado del pistilo en el espacio y el tiempo. También puede haber algunas diferencias genéticas que evitan la autopolinización. Al mismo tiempo, no todas las variedades son compatibles.
Las especies polinizadas por insectos tienen flores de colores brillantes con néctar y polen pegajoso (créditos: Powerbee/Freepik)
Por ejemplo, la popular variedad de manzanas, Red Delicious, no puede polinarse a sí misma (autoincompatible). Por lo tanto, al planificar un huerto de manzanas con esta variedad, el productor debe asegurarse de que las variedades compatibles con deliciosos rojos, como la gala y los deliciosos dorados, se planten cerca. Si el polen compatible no está disponible, los deliciosos árboles rojos no darán frutos, o el rendimiento será muy bajo.
Por lo tanto, es importante que los productores conozcan las compatibilidades y transversales de las variedades y planifiquen hacer crecer sus variedades en consecuencia. Ejemplos de especies que pueden polinizarse y no necesitan variedades de compatibilidad cruzada son el durazno, la nectarina, el albaricoque, la uva, la fresa y la cereza agria. Ejemplos de especies que necesitan un donante de polen compatible de otra variedad son la manzana, la pera, la cereza dulce y la almendra.
Es importante plantar variedades compatibles en un huerto para obtener el mejor rendimiento posible (créditos: nick7634/freepik)
Conclusión
Muchas especies de plantas requieren un donante de polen de una variedad diferente para dar frutos con éxito. Si bien es fácil conocer la identidad del padre materno de una fruta, porque la fruta está unida a la planta madre, identificar al padre masculino puede ser un desafío, especialmente cuando hay múltiples donantes potenciales de polen que crecen en las cercanías. El análisis de paternidad utilizando marcadores de ADN se puede utilizar para identificar los donantes de polen de una fruta determinada.
Referencias (haga clic para expandir)
- Mookerjee, S., Guerin, J., Collins, G., Ford, C. y Sedgley, M. (2005, 25 de agosto). Análisis de paternidad utilizando marcadores de microsatélites para identificar donantes de polen en un olivo. Genética teórica y aplicada. Springer Science and Business Media LLC.
- Kämper, W., Dung, CD, Ogbourne, SM, Wallace, HM y Trueman, SJ (2022, 13 de septiembre). Altos niveles de auto-paternidad y efectos del número de semillas fertilizadas en el tamaño de la fruta de fresa. (Ev Avramidou, ed.), PLoS One. Biblioteca Pública de Ciencias (PLoS).
- Hassa, P., Traiperm, P. y Stewart, AB (2023, 15 de septiembre). Sistemas de compatibilidad y dependencia del polinizador en especies de gloria de la mañana (Convolvulaceae). BMC Biología vegetal. Springer Science and Business Media LLC.
- Abdallah, D., Baraket, G., Pérez, V., Salhi Hannachi, A. y Hormza, JI (2020, 1 de octubre). Autocompatibilidad en el durazno [Prunus persica (L.) Batsch]: Patrones de diversidad que rodean el Locus S y el análisis de los alelos SFB. Investigación de horticultura. Oxford University Press (OUP).
- Polinización de la planta de frutas.