Key challenges and building blocks for a future IAF

Otra opción de mejoramiento genético mediante la fusión de protoplastos es desarrollar plantas cihíbridas, lo cual se consigue al fusionar protoplastos de plantas de cítricos diploides que contienen el genoma nuclear de un progenitor con protoplastos de otro progenitor que portará el genoma de los orgánelos del citoplasma (Grosser et al., 2000). La caracterización de los organelos del citoplasma puede contribuir a determinar la herencia del citoplasma en los cítricos lo cual sin duda ayudará a hacer un mejoramiento genético más selectivo (Kumar y Cocking, 1987). Los reportes orientados a obtener cihibridos por hibridación asimétrica son escazos, en comparación con el éxito logrado en la hibridación somática simétrica (Vardi et al., 1987; Liu y Deng, 1999). La evolución en la cihibridación había sido lenta por lo complicado de la metodología donador-receptor y la carencia de información relacionada con las características citoplásmicas. Pero recientemente, este campo se ha desarrollado permitiendo la regeneración de algunas plantas de cítricos aloplásmicas, como resultado derivado de la aplicación de procedimientos estandarizados de hibridación somática (Galun y Aviv, 1986; Grosser et al., 2000). Estudios relacionados con la genética de los híbridos somáticos y cihíbridos regenerados después de la fusión de protoplastos de células de callo con las células de hoja, demostraron la eliminación específica del genoma nuclear del progenitor de protopalstos de hoja en todos los híbridos y la no segregación del genoma de la mitocondria (el genoma mitocondrial del progenitor de callo embriogénico siempre permanece en los cihíbridos, así como en los híbridos somáticos completos), mientras que el genoma de los cloroplastos puede estar en uno de los genomas tanto de los híbridos como de los cihíbridos (Moriguchi et al., 1996; 1997; Ollitrault et al., 1996 b; Moreira et al., 2000 a; Cabasson et al., 2001).

La recombinación de genomas citoplásmicos se ha reportado con frecuencia en los híbridos somáticos y cihíbridos de varias plantas (Yarrow, 1999; Earle, 1994), pero en cítricos no es tán común y solo existen unos cuantos reportes sobre hibridación asimétrica o hibridación somática estándar (Vardi et al., 1987, 1989; Liu y Deng, 1999; Motomura et al., 1995; Moriguchi et al.,1997 y Moreira et al., 2000b; Yamamoto y Kobayashi, 1995).

La presencia únicamente del genoma mitocondrial del progenitor embriogénico en todos los híbridos somáticos y cihíbridos, sugiere que hay un papel crítico en la regeneración de plantas por medio de la embriogenesis somática (Grosser et al., 1996 b; Ollitrault et al., 1996 b, Moreira et al., 2000 a). Los autores han supuesto que esto último puede ser un efecto cuantitativo dado que sólo las células cultivadas tienen las cantidades adecuadas de mitocondria para proveer la energía necesaria para la embriogénesis somática. Moreira et al. (2000 a), verificaron que el número de mitocondrias por cultivo de células embriogénicas fue significativamente mayor que el de las células de hoja. De manera que éste y otros factores ameritan más estudio, incluyendo la segregación de condriomas, recombinación de orgánelos y los mecanismos de exclusión nuclear (Grosser et al., 2000). Parece que en las progenies que provienen de fusiones de protoplastos de callo con callo, se segregan tanto mitocondrias como cloroplastos. En un grupo de 10 híbridos somáticos analizados entre mandarino variedad Willoleaf (hoja) y toronja variedad Star Ruby (callo), en todos los tetraploides resultantes se encontró el mismo núcleo y 3 ó 4 combinaciones citoplásmicas (Grosser et al., 2000). Así que estudios complementarios que incluyan hibridaciones de callo con callo pueden propiciar un entendimiento más claro de las interacciones núcleo/citoplasma que se derivan al realizar las fusiones callo con hojas.

El valor agronómico de los cihíbridos en cítricos aún es desconocido debido a que no se han asociado características importantes a los genomas de los organelos. Con el desarrollo de los cíbridos la calidad de progenitores disponibles para desarrollar nuevos híbridos somáticos podría aumentarse notablemente; y la evaluación en el campo de los cihíbridos de cítricos puede permitir la caracterización de variables agronómicas que codifiquen para el genoma del citoplasma (Tusa et al., 2000).

Tusa et al. (2000), examinaron la reacción al mal seco Poma tracheiphila Petri de plantas híbridas somáticas y asimétricas obtenidos por fusión de protoplastos, y encontraron que los híbridos somáticos y los cihíbridos mostraron un nivel intermedio de resistencia entre los progenitores limón Femminello (susceptible) y naranjo valencia (tolerante). La menor mortalidad observada en las plantas cihibridas, sugiere que ciertos mecanismos específicos de resistencia a la enfermedad podrían estar activados en estos genotipos y que los mecanismos de resistencia en la combinación limón

Femminello + naranjo Valencia fueron aportados por esta última especie (Tusa et al., 2000).

La fusión de protoplastos ha hecho posible combinar características citoplásmicas en plantas de especies superiores en las cuales los cloroplastos (cp) y mitocondrias (mt) se heredan materialmente durante la hibridación sexual. El genoma del citoplasma controla algunas características agronómicas valiosas. Así por ejemplo se ha encontrado que el ADNcp juega un papel importante en la herencia de resistencia a enfermedades y el ADNmt se realciona con la esterilidad masculina del citoplasma (Choung et al., 1988; Cheng et al., 2003). En diferentes especies se ha confirmado que el ADN mitocondrial es heredado por el pariente embriogénico, mientras que el ADNcp puede corresponder a ambos progenitores (Grosser et al., 1996 b; Guo et al., 2002; Kobayashi et al., 1991; Miranda et al.,1997; Moreira et al., 2000 a; 2000 b; Ohgawara et al., 1994; Ollitarult et al., 2003; Saito et al., 1993). También se encontró la recombinación del genoma mitocondrial en algunos casos y la coexistencia del ADN cp en ambos parientes en un caso (Motomura et al., 1995). Por razones de incompatibilidad genética algunas fusiones intergenéricas pueden no regenerar plantas, pero algunas de las que se regeneran crecieron normalmente.