Embriogénesis de polen y doble-haploides para mejora de especies de interés agronómico: identificación de factores estimulantes e inhibidores de embriogénesis y análisis transcriptómico y proteómico.

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Descripción: Este proyecto analiza el proceso de producción de plantas doble-haploides mediante inducción de embriogénesis de polen por estrés en cultivos in vitro de anteras y microsporas, como método eficaz en la obtención rápida de nuevas variedades mejoradas, además de ser una buena alternativa en transformación genética (para obviar el inconveniente de la segregación del transgén en la descendencia de la transgénica al no estar fijado en homocigosis). Los dobles-haploides son la mejor y mas rápida vía de conseguir homocigosis completa, fijándose genotipos de interés en una sola generación y reduciendo el tiempo y costes. Sin embargo, este proceso ampliamente utilizado por empresas viverísticas y semilleras cuenta aun con importantes limitaciones en su explotación por la baja eficiencia de inducción y progresión de la embriogénesis en varias especies de interés agronómico. La comprensión de los mecanismos que comprometen su eficiencia permitirá intervenir sobre ellos y aumentar su rendimiento en variedades mejoradas de interés comercial. El presente proyecto se apoya en las bases establecidas y los resultados del proyecto anterior (agl2005-05104, todavía en vigor) de la misma ip, representando un importante avance en la comprensión del proceso de embriogénesis de polen y obtención de doble-haploides y en el desarrollo de una línea de investigación en la que el equipo solicitante trabaja desde hace varios años y que se inicio con proyectos financiados por la comunidad de Madrid, programa de tecnologías agroalimentarias, sobre obtención de doble-haploides en cereales (cm 07g/0054/2000 y cm 07g/0026/2003). El proyecto pretende determinar nuevos elementos con los que poder influir en el cultivo in vitro para una mayor eficacia, estudiando aspectos que limitan el proceso desde nuevas estrategias: 1) análisis transcriptómico, ya iniciado en el proyecto anterior, mediante microarrays para selección de genes implicados en la adquisición de competencia embriogénica del polen, o en su destino hacia diferenciación, 2) estudio proteómico para determinar los perfiles proteicos de expresión diferencial entre microsporas y embriones y seleccionar proteínas/familias proteicas implicadas en la inducción e inicio de la embriogénesis, 3) identificación de factores encógenos estimulantes e inhibidores de desarrollo embriogénico producidos en el propio sistema in vitro por estructuras no-embriogénicas (¿nursing?), empleando análisis proteómico del medio de cultivo entre otras técnicas, 4) estudio del efecto de diversos agentes activos exógenos sobre la eficacia de la embriogénesis en los cultivos, en relación a la inhibición de muerte celular y la regulación epigenética del proceso, 5) desarrollo de un sistema experimental de cultivo de células en suspensión como herramienta para estudios de viabilidad, respuesta a estrés y fisiología del cultivo. El estudio contempla dos grupos de plantas de interés económico en los que el equipo solicitante tiene amplia experiencia: a) los cereales cebada y maíz, en los que el cultivo de microsporas aisladas esta establecido con buena eficiencia, y se dispone de herramientas moleculares y numerosos datos previos sobre el proceso, y b) las leñosas alcornoque y olivo, especies mas recalcitrantes en las se han desarrollado y se tienen bien establecidos los cultivos in vitro para embriogénesis y regeneración de plántulas (en alcornoque) y se conocen diversos aspectos sobre la dinámica de los cultivos.

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