Key factors involved in stress-induced microspore embryogenesis in barley and rapeseed: DNA methylation, arabinogalactan proteins and auxin

Abstract

La embriogénesis de microsporas es un proceso in vitro en el que la microspora o polen inmaduro, mediante la aplicación de un tratamiento de estrés se reprograma y abandona su ruta de desarrollo gametofítico para iniciar la ruta embriogénica, dando lugar a embriones y plantas haploides y doble-haploides. Este proceso es de gran interés básico y aplicado en biotecnología y mejora vegetal para la obtención rápida de nuevas variedades, sin embargo aún tiene importantes limitaciones en su explotación por su baja eficiencia en muchas especies de interés económico. La limitación en la aplicación de este proceso es debida a que los mecanismos de inducción y progresión de la embriogénesis de microsporas no están todavía completamente dilucidados. La monocotiledónea Hordeum vulgare (cebada) y la dicotiledónea Brassica napus (colza) son especies modelo para este proceso, en las cuales se induce embriogénesis directa en cultivos de microsporas aisladas en medio líquido, mediante tratamientos de estrés con diferentes temperaturas...Microspore embryogenesis represents a unique system of single cell reprogramming in plants in which a highly specialized cell, the microspore, by specific stress treatment, switches its fate towards an embryogenesis pathway forming haploid embryos and producing haploid and doubled haploid plants. This process is a potent biotechnological tool for obtaining doubled haploids in many crops to be used in plant breeding programs. The application of this process has important limitations because the mechanisms of microspore embryogenesis induction and progression, which involve proliferation and differentiation events, are not yet completely elucidated. The monocot Hordeum vulgare (barley) and the dicot Brassica napus (rapeseed) are model systems for the process in which direct embryogenesis is induced, via different temperature stress treatments, in isolated microspores cultured in liquid media...