Esta reprogramación epigenética de las plantas de soya, la culminación de un estudio de una década, se logró no introduciendo nuevos genes, sino cambiando la forma en que se expresan los genes existentes. Eso es importante porque augura cómo se mejorarán los rendimientos de los cultivos y la tolerancia a condiciones como la sequía y el calor extremo en el futuro, según la investigadora principal Sally Mackenzie, profesora de los departamentos de Biología y Ciencias de las Plantas de Penn State.
Los investigadores identificaron un gen que denominan MSH1 que existe en todas las plantas, y cuando regulan o desactivan su expresión, la planta se “convence” de que está experimentando múltiples tensiones, aunque está creciendo en condiciones perfectas. La planta siente que se trata de sequía, frío extremo, calor y altos niveles de luz, etc., explicó Mackenzie simultáneamente, por lo que amplifica la expresión de las redes de genes para responder a esos estímulos.
Su grupo de investigación descubrió el gen MSH1 hace más de una década cuando era miembro de la facultad de la Universidad de Nebraska-Lincoln y estudia cómo los genes necesarios para la generación de energía, la fotosíntesis y la respiración se comunican y coordinan. En ese momento, Mackenzie, ahora una silla dotada en genómica de plantas para los Institutos Huck de Penn State, no se dio cuenta de lo importante que es el gen para modificar la forma en que una planta expresa sus genes.
Los hallazgos de la investigación abren la puerta para observar lo que la epigenética puede ofrecer para mejorar los cultivos en un momento en que el cambio climático será el mayor desafío que enfrentarán los científicos agrícolas en los próximos 20 a 30 años“Recientemente, por casualidad, descubrimos que después de reemplazar el gen MSH1, la planta tiene un ‘recuerdo’ de ese estrés, y me refiero a que sus características de crecimiento son muy diferentes de las de la planta con la que comenzamos”, dijo. “Y recordará el estrés generación tras generación tras generación, siempre que no hagamos cruces y lo mantengamos en el mismo linaje”.
Como parte de su investigación reciente, las líneas derivadas del cruce con la “memoria” de plantas se cultivaron en grandes poblaciones en cuatro condiciones de campo diferentes en cuatro ubicaciones ampliamente separadas en Nebraska, y demostraron ser más vigorosas, de mayor rendimiento y mejor adaptadas a Su ambiente que las plantas típicas de soja .
Importante para la realidad política de estos tiempos, esta es una tecnología que podría aplicarse fácilmente porque no es un organismo modificado genéticamente, por lo que no requiere ninguna aprobación regulatoria especial. Puede ir directo al campo, señaló Mackenzie, y desplegarse en cualquier cultivo, no solo en la soja. Su grupo de investigación ya ha demostrado que el enfoque funciona en tomates y sorgo.
“Lo que significa es que podemos tomar nuestras mejores variedades de cultivos y posiblemente obtener más de ellas y hacerlas más resistentes con una manipulación bastante sencilla”, dijo. “Vimos una mejora significativa en el rendimiento y el rendimiento de crecimiento, lo cual es inesperado porque no introdujimos ningún gen nuevo . Simplemente cambiamos la forma en que se expresan. Y de repente, tuvimos un aumento del 13-14 por ciento en el rendimiento de la soja “.
Esta reprogramación epigenética de las plantas de soya, la culminación de un estudio de una década, se logró no introduciendo nuevos genes, sino cambiando la forma en que se expresan los genes existentes. Crédito: Lynn Betts / USDA Servicio Nacional de Conservación de RecursosLa soja era un cultivo lógico en el que realizar la investigación. Es la leguminosa más cultivada en el mundo, superada solo por su importancia económica. Los avances en la cría y las prácticas agronómicas han incrementado constantemente los rendimientos de la soja en el siglo pasado, pero una mejora adicional enfrentará los desafíos de la inestabilidad climática y la limitada diversidad genética. Según los investigadores, eso exige la implementación de herramientas y metodologías novedosas para beneficiar el rendimiento de la soja .
Los hallazgos de la investigación, publicados recientemente en línea en Plant Biotechnology Journal , abren la puerta a lo que la epigenética puede ofrecer en el mejoramiento de cultivos. Mackenzie dijo que los hallazgos llegan “en un momento en que el cambio climático será el mayor desafío con el que nos enfrentaremos en los próximos 20 a 30 años, y cuando la seguridad alimentaria estará muy en peligro”. Señaló que en lugares como Siria y el Líbano que han sido tan afectados por el cambio climático y la guerra que no pueden producir sus propios alimentos, esto será especialmente importante.
“Si empiezas a sumar países que realmente no son seguros para los alimentos, da miedo”, dijo. “Porque si no pueden alimentar a su propia gente, ¿quién lo va a hacer? No es razonable pensar que podemos aumentar nuestra producción de alimentos en este continente para gestionar todo eso. De una forma u otra, tenemos que encontrar Maneras de producir alimentos en esos ambientes recalcitrantes y difíciles “.
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Referencia de la revista: Plant Biotechnology Journal
Proporcionado por: Pennsylvania State University
Información de: phys.org
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