APORTES DE LA BIOTECNOLOGÍA EN EL MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LOS CULTIVOS.

Barahona, Samuel ; Muñoz, Carlos ; Pineda, Diomedes

¿Cómo se logra?

Resistencia a herbicidas

La resistencia a herbicidas se basa en la transferencia de genes de resistencia a partir de bacterias y algunas especies vegetales, como la petunia.

Se han conseguido que plantas, como la soja, sean resistentes al glifosato, a glufosinato en la colza y bromoxinil en algodón.

 Se aisló de la cepa de Ag ro ba c te rium  CP4 (CP4 EPSPS) resistente a glifosato.

 

Ante s  d e  fum ig a r c o n e l he rbic id a  g lifo s a to ,  una  hile ra  d e  p la nta s  d e  c o lz a  m o d ific a da s  g e né tic am e nte  p a ra  re s is tir e l g lifo s a to  e s tá  ro d e a da  d e  m a la s  hie rba s  (iz q uie rda );  d e s p ué s ,  s ó lo  la s  p la nta s  d e  c o lz a  s o bre vive n.

Resistencia a plagas

La denominación Bt deriva de Bac illus  thuring ie ns is , una bacteria que normalmente habita el suelo y cuyas esporas contienen proteínas tóxicas para ciertos insectos. Estas proteínas, denominadas Cry, se activan en el sistema digestivo del insecto y se adhieren a su epitelio intestinal, alterando el equilibrio osmótico del intestino.

Esto provoca la parálisis del sistema digestivo del insecto el cual deja de alimentarse y muere a los pocos días. 

Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas

El primer transgénico que salió al mercado fue el tomate "Flavr–Savr" de Calgene, el cual posee un gen artificial que genera un ARN de antisentido que inhibe la producción de la proteína responsable de la senescencia del fruto.

La enzima pectinasa es la responsable del envejecimiento de los frutos en el tomate y causa la degradación de la pared celular y pérdida de la consistencia del fruto en el tomate.

En maíz se trabaja en aumentar el contenido en ácido oleico y en incrementar la producción de almidones específicos.

Arroz dorado es una variedad de arroz que contiene un beta-caroteno, obtenido de Erwinia ure d o vo ra  (pro-vitamina A) en las partes comestibles del grano de arroz, que aumenta la síntesis de vitamina A.

Arroz tradicional vs Arroz dorado

Resistencia a enfermedades

El principio de la resistencia a enfermedades virales es la expresión de proteínas del mismo virus, que compitan con las partículas virales infecciosas e interrumpan los procesos de entrada a las células y de replicación.

También se han diseñado plantas transgénicas que expresan proteínas capaces de interferir con los circuitos de regulación génica de los virus, inhibiendo la replicación del genoma viral y la síntesis de proteínas virales imprescindibles, mediante ARN antisentido.

Resistencia a enfermedades fungosas

Nic o tia na ta ba c um secreta  grupo de proteínas denominadas T-Filoplaninas, secretadas por los tricomas de la superficie de las hojas de la planta, que inhiben la germinación de este y por tanto impide el desarrollo de P. hyoscyami f. sp. tabacina .

Resistencia a estrés abiótico

Con la ayuda de la biotecnología se pueden insertar genes que hagan a los cultivos tolerantes a sequías, heladas, salinidad y altas concentraciones de metales pesados.

Las bacterias Ps e ud o m o na s s yring a e  y Erwinia he rbic o la , cuyos hábitats naturales son las plantas, son en gran parte responsables de los daños de las heladas y el frío en muchos vegetales, al facilitar la producción de cristales de hielo con una proteína que actúa como núcleo de cristalización.

Pseudomonas syringae  Erwinia herbicola

La separación del gen implicado permite obtener colonias de estas bacterias que, una vez inoculadas en grandes cantidades en la planta, le confieren una mayor resistencia a las bajas temperaturas.

Transferencia directa de genes que confieren tolerancia a sequía, tales como el gen H+ Pirofosfatasa Vacuolar de Ara bid o p s is tha lia na (AVP1) que aumenta el gradiente vacuolar de protones resultando en un incremento de acumulación de solutos y retención de agua.

Una de las enzimas del maíz, la trehalasa, degrada este azúcar y provoca que el cereal sea más susceptible a la sequía y a las temperaturas extremas, se inserta A. tum e fa c ie ns que inhibe la degradación de la trehalasa.

Resistencia a metales pesados

Uno de los avances más llamativos en este sentido es la producción de plantas de tabaco y nabo portadoras de un gen humano que les confiere la resistencia a ciertos metales pesados, por medio de una proteína de asimilación de éstos metales, pasándolos a formas menos tóxicas dentro del organismo.

Salinidad Plantas con un gen

de tolerancia a la salinidad, obtenido del manglar negro (Avic e nnia m a rina ) y también el gen gutD, de Es che richia c o li, ha servido para generar plantas de maíz transgénicas que toleran la sal.

Otras

Se han creado plantas transgénicas con amplio espectro de asimilación de Rhizobium sp. .Estas bacterias normalmente hacen simbiosis solamente con las leguminosas, pero las nuevas tendencias en biotecnología vegetal han logrado ampliar el espectro de huésped a otras plantas.