Identifican un raro alelo perdido que aumenta la proteína de la semilla de soja

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Hou Xingliang del Jardín Botánico del Sur de China de la Academia de Ciencias de China ha utilizado estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) para identificar un alelo raro que controla el contenido de proteína de la semilla y que se perdió durante la domesticación de la soja.

Sus hallazgos fueron publicados en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias el 30 de octubre.

La domesticación de plantas silvestres para convertirlas en cultivos representa un gran avance en la historia de la humanidad, pero a menudo se pierden rasgos beneficiosos clave en el proceso. La soja es un buen ejemplo. Los cultivares de soja modernos tienen un contenido de proteína de semilla más bajo (30% –40%) que sus ancestros silvestres, la soja silvestre (Glycine soja), que normalmente contienen entre 50% y 60% de proteína. Dado que la soja (Glycine max (L.) Merr.) es la principal fuente de proteína vegetal tanto para la alimentación del ganado como para la nutrición humana, aumentar el contenido de proteína de las semillas es un objetivo fundamental para la investigación agrícola.

Como parte de este esfuerzo, los investigadores chinos querían comprender qué genes son responsables del alto contenido de proteína en las semillas de los ancestros de la soja silvestre, una pregunta que no había sido completamente respondida. Para lograrlo, los investigadores realizaron GWAS sobre el contenido de proteína de la semilla en una población natural de soja. A través de este trabajo, identificaron un alelo natural poco común del Contribuidor de Proteína 08 (PC08) en la soja silvestre, que mejora los niveles de proteína de la semilla, pero que se perdió durante la domesticación de la soja en cultivos modernos.

El análisis funcional aclaró aún más el papel de PC08 en la acumulación de proteínas de almacenamiento. La variación natural de PC08 que se encuentra en la soja silvestre incluye una inserción corta en su región promotora (PC08^Ins), lo que aumenta la expresión genética. Este aumento de expresión aumenta los niveles de ácido abscísico (ABA) en las semillas y, en última instancia, promueve la acumulación de proteínas de almacenamiento.

El análisis genético de la población confirmó que el haplotipo PC08, rico en proteínas^Ins es exclusivo de la soja silvestre y no se retuvo durante la domesticación. Para validar su potencial, los investigadores introdujeron PC08^Ins en una variedad de soja cultivada llamada Hei Nong 35. La soja retrocruzada resultante mostró un aumento significativo en el contenido de proteína de la semilla, lo que demuestra que PC08 tiene potencial para los esfuerzos de mejoramiento molecular destinados a mejorar el contenido de proteína de la semilla de soja.