CIENCIA

Investigadores hacen ‘súper tomates’ con injertos de raíces genéticamente estresados

Los seres humanos han estado injertando plantas en otras plantas durante miles de años, pero solo en las últimas generaciones hemos entendido las implicaciones genéticas de la técnica. Investigadores de Penn State y la Universidad de Florida se asociaron con una empresa emergente de Nebraska para combinar raíces genéticamente “estresadas” con plantas de tomate regulares para estudiar los efectos sobre el rendimiento de los cultivos. El equipo descubrió que las raíces estresadas impulsó la producción dramáticamente, incluso varias generaciones más adelante. Esto podría tener aplicaciones mucho más allá de los tomates mejores y más grandes.

El injerto le permite combinar las propiedades de dos plantas diferentes. Por lo general, esto toma la forma de un “patrón” que crece del suelo y un “vástago” sobre el suelo. El patrón generalmente se selecciona por su vigor o adaptabilidad, y el vástago contiene los genes que desea producir frutos, flores o semillas.

Muchas de las técnicas que se utilizan actualmente para aumentar el rendimiento de los cultivos se basan en la adición o eliminación de genes, lo que conlleva toda una serie de preocupaciones y controversias. Sin embargo, ni el portainjerto ni los vástagos de este estudio tienen material genético nuevo. En cambio, se han modificado “epigenéticamente”. Eso simplemente significa que los investigadores han alterado la expresión de los genes para cambiar el comportamiento de la planta en lugar de cambiar los genes.

El equipo apuntó a un gen en las plantas de tomate conocido como MSH1, que controla las respuestas al estrés en muchas plantas. MSH1 es una proteína de reparación del ADN que ralentiza la tasa de mutación, que suele ser lo que desea. Sin embargo, las plantas pueden suprimir MSH1 cuando están estresadas por temperaturas extremas o falta de agua, lo que les permite volverse más adaptables. Los portainjertos utilizados en este estudio se habían modificado de tal manera, y el injerto de vástagos en ellos provocó un enorme aumento del 35 por ciento en la productividad creciente. Este crecimiento impulsado persistió incluso durante cinco generaciones cuando esas semillas se cultivaron sin más injertos. Cultivar esa primera generación en portainjertos estresados ​​genéticamente los convirtió esencialmente en una línea de superproductores.

Un sistema meteorológico inesperado también reveló que la descendencia de las plantas injertadas era más resistente que una planta de tomate promedio. En 2018, las tormentas cayeron más de siete pulgadas de lluvia en el centro de investigación agrícola de Penn State. Muchas de las plantas de control no modificadas fueron eliminadas, pero la descendencia de las plantas injertadas sobrevivió y prosperó en gran medida.

El equipo señala que las mismas técnicas podrían funcionar en una amplia variedad de plantas, y esto podría volverse de vital importancia a medida que el cambio climático afecte a los cultivos. Podría ser posible crear patrones estresados ​​para inducir cambios genéticos rápidos y efectivos en los vástagos que continúan produciendo más alimentos en condiciones más duras para las generaciones venideras.

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