Los diferentes organismos modelo. Capitulo 5: Plantas

Ya en el 2017, en mi artículo “Descontaminación de suelos mediante el uso de plantas transgénicas” os hable de la importancia que puede tener la modificación genética en plantas, tanto para el ser humano como para el medio ambiente.  En dicho artículo mencionaba el uso de la especie Arabidopsis thaliana, como planta transgénica en la fitorremediación, la cual es capaz de acumular mercurio (Hg), una de las sustancias más tóxicas.

Aunque A. thaliana no sea de los organismos modelo más famoso entre la población (fuera del laboratorio es considerada una mala hierba) como tal vez si lo sean los ratoncitos blancos (Mus musculus) y las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), es una de las plantas mas estudiadas globalmente a nivel genético y fisiológico (Busoms, 2016).

La planta A. thaliana pertenece a la familia de las crucíferas (Brassicaceae), a la que pertenecen unas 4 mil especies (Poveda, 2018). Entre estas especies destacan algunas de interés agrícola como la col (Brassica oleracea) y el nabo (Brassica napus) (Valls, 2011). La especie protagonista de este artículo esta distribuida por todos los continentes (es cosmopolita), es una planta anual de pequeño tamaño, entre 10 y 30 cm (Povedad, 2018), presenta un ciclo de vida relativamente corto (unas 6 semanas) y es un organismo muy prolífico, siendo capaz de producir hasta 10000 semillas por individuo, las cuales son viables varios años. También es capaz de autofecundarse, es decir, es autógama (Busoms, 2016). Presenta 4 pétalos en las flores, las cuales son blancas, con forma de cruz (por esta razón pertenece a las crucíferas) (Poveda, 2018). Dichas flores son pequeñas y hermafroditas (órganos reproductores masculinos y femeninos). En cuanto al fruto, es una silicua de unos 4 cm de largo y 2 mm de ancho, pudiendo albergar hasta 30 semillas por silicua (Valls, 2011). Las semillas serán dispersadas por el viento, este tipo de dispersión es conocido como “dispersión anemócora”.

Arabidopsis
Representación gráfica de la planta Arabidopsis thaliana / Poveda, 2018.
Silicuas-y-semillas-de-A.-thaliana
Silicuas y semillas de A. thaliana / Poveda, 2018.

Esta planta, a simple vista, no parece gran cosa y mucho menos que tenga algún interés para el ser humano. Esto puede deberse a que no destaca visualmente para ser una especie ornamental y sus órganos no son atractivos para su consumo. No obstante, como os he dicho al principio, es un organismo modelo de los mas importantes y estudiados en investigación sobre biología molecular, genética y fisiología vegetal (Poveda, 2018). Es cierto que su uso en el laboratorio ha sido bastante tardío, y consolidado en la década de los años 80 (Valls, 2011). Arabidopsis thaliana  consta de 7 características principales por las que ha sido elegida organismo modelo: su pequeño tamaño y fácil manejo, su corto tiempo de generación, su autopolinización y número de semillas producidas, su pequeño genoma y su número reducido de cromosomas (Poveda, 2018). Estas características permiten que cultivarla en invernaderos y cámaras de cultivo sea bastante sencillo. Además su pequeño genoma, secuenciado completamente en el año 2000, permite su manipulación por ingeniería genética de manera fácil y rápida en comparación con otras especies de plantas (Valls, 2011).

Con esta especie se investigan muchos procesos biológicos. A nivel genético, gracias a la creación de mutantes, se han logrado desarrollar grandes conocimientos en el mundo vegetal, como en los procesos de germinación y floración, crecimiento radicular, síntesis de la pared celular, entre otros (Poveda, 2018). Sin embargo, la investigación con A. thaliana  también es muy útil en ecología, es decir, interacciones con otras plantas al rededor de su medio ambiente. A nivel ecológico se estudian las respuestas de dicha planta a condiciones estresantes de tipo abiótico (como condiciones de salinidad, sequía, heladas, etc.) o bien cómo reacciona ante ataques de patógenos y plagas. Un ejemplo de este tipo de investigaciones, a nivel ecológico, es el estudio realizado por  Sílvia Busoms y su equipo (2015) en Cataluña. Estos científicos estudian la tolerancia que presentan las poblaciones costeras de A. thaliana ante la salinidad del medio ambiente en el que se encuentran.

Para leer el capítulo anterior: capítulo 4.

Para leer mi artículo: “Descontaminación de suelos mediante el uso de plantas transgénicas”.

REFERENCIAS

Busoms, S.; Teres, J.; Huang, X.; Bomblies, K.; Dnaku, J.; Douglas, A.; Weigel, D.; Poschenrieder, C.; Salt, D. E. (2015). Salinity is an agent of divergent selection driving local adaptation of Arabidopsis thaliana to coastal habitatsPlant Physiology 168 (3): 915-929. doi: 10.1104/pp.15.00427.

Busoms, S (2016). “Arabidopsis thaliana, no sólo una planta de laboratorio. Importancia de las poblaciones silvestres catalanas.” UABDivulga [online]. Disponible en: https://www.uab.cat/web/detalle-noticia/arabidopsis-thaliana-no-solo-una-planta-de-laboratorio-importancia-de-las-poblaciones-silvestres-catalanas-1345680342040.html?noticiaid=1345695163636 [Último acceso: 21 Feb 2020].

Poveda J. (2018).  “Arabidopsis thaliana: la “mala hierba” que alcanzó la cima de la ciencia vegetal”. [online]. Disponible en: https://naukas.com/2018/01/11/arabidopsis-thaliana-la-mala-hierba-que-alcanzo-la-cima-de-la-ciencia-vegetal/ [Último acceso: 21 Feb 2020].

Valls, L. (2011). “Seres modélicos. Entre la naturaleza y el laboratorio”. CSIC. [online] Disponible en: http://seresmodelicos.csic.es/ [Último acceso: 21 Feb 2020].

 

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