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Salvando al castaño americano: Planean introducir árboles transgénicos en la naturaleza

Los investigadores del SUNY-ESF, Dr. Charles Maynard a la izquierda y el Dr. William Powelll a la derecha, están trabajando para restaurar el árbol de castaño donde se descubrió el declive, en el Bronx, Nueva York. Los dos fueron fotografiados en un invernadero con algunas de las más de 10 mil plántulas de castaño transgénico en el campus de ESF en Syracusa.

Más de 10 mil plántulas de castaño americano transgénico que crecen bajo estricta regulación en un campo al interior del estado de Nueva York, EE.UU., podrían ser la vanguardia en la restauración de lo que una vez fue el árbol nativo más dominante en los bosques del este norteamericano. Las plántulas contienen un gen extra proveniente del trigo, el cual les permite resistir los efectos del hongo del tizón, responsable de casi extinguir a este árbol nativo en el siglo pasado. ¿Cuando se podrán reforestar los antiguos bosques con estas plántulas transgénicas? Dependerá de lo que determinen (y el tiempo que demoren) tres agencias regulatorias del gobierno: el USDA, FDA y la EPA.

Dos parcelas con cercos anti-ciervos en Syracusa (NY), Estados Unidos, contienen algunos de los árboles más regulados del mundo. Cada verano, los investigadores envuelven con doble bolsa a cada flor que producen los árboles. Una bolsa, hecha de plástico transpirable, evita que se esparza el polen. La segunda, una malla de aluminio añadida unas semanas más tarde, evita que las ardillas roben los frutas verdes puntiagudos que emergen de las flores polinizadas. Los investigadores informan cada uno de sus movimientos a los reguladores en el Departamento de Agricultura de los EE. UU. (USDA). “Les decimos cuándo plantamos y dónde plantamos y cuántos plantamos”, afirma Andrew Newhouse, biólogo de la cercana Facultad de Ciencias Ambientales y Forestales de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY-ESF).

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Estos castaños americanos (Castanea dentata) están bajo una seguridad tan estricta porque son organismos genéticamente modificados (GM), diseñados para resistir la mortal plaga del tizón que casi ha borrado a este árbol alguna vez diseminados por los bosques de América del Norte. Ahora, Newhouse y sus colegas esperan usar los castaños GM para restaurar el árbol en su antiguo hogar. En las próximas semanas, planean solicitar formalmente a los reguladores del país su aprobación para cruzar sus árboles con parientes no-modificados y plantarlos en los bosques.

Si los reguladores aprueban la solicitud, sería el “establecimiento de un precedente”: el primer uso de un árbol GM para tratar de restaurar una especie nativa en América del Norte, dice Doria Gordon, científico principal del Environmental Defense Fund (EDF) en Washington, DC. Pero decidir si liberar un árbol GM en la naturaleza podría llevar años.

Los castaños americanos, que se elevan 30 metros o más de altura, alguna vez dominaron los bosques a lo largo de los Montes Apalaches. Pero a principios de 1900, una infección por hongos apareció en los árboles en el Zoológico del Bronx en la ciudad de Nueva York, y luego se extendió rápidamente. El llamado tizón del castaño (un hongo importado accidentalmente desde Asia) libera una toxina que rodea los árboles y mata todo lo relacionado al sitio de la infección, aunque las raíces vivas todavía envían nuevos brotes. A mediados de siglo, los imponentes castaños americanos casi habían desaparecido.

Las nueces de los castaños americanos eran una importante fuente de alimento en los bosques del este de América del Norte.

En 1990, los genetistas forestales de SUNY ESF, William Powell y Charles Maynard (ahora retirado), decidieron intentar crear un castaño resistente con la entonces nueva tecnología de ingeniería genética. Eventualmente, insertaron en el genoma del árbol un gen del trigo que codifica una enzima llamada “oxalato oxidasa” (OxO). Esta enzima descompone el ácido oxálico que libera el patógeno, y que es lo que mata a los árboles al impedir que el sistema circulatorio de transporte de agua y nutrientes entre a las raíces y las hojas. “Básicamente estamos quitando el arma del hongo”, dice Powell.

No funcionó al principio. Luego, los científicos cambiaron la secuencia promotora del gen del trigo para provocar que OxO se exprese en niveles altos. En 2014, informaron que el árbol GM llamado “Darling 58” resistió la infección por tizón y transmitió la resistencia a su descendencia. Pruebas posteriores mostraron que produce nueces indistinguibles de las de los árboles nativos, afirma Newhouse. Y su polen, sus flores y sus hojas en descomposición no dañan a las abejas, a los hongos beneficiosos del suelo ni a los renacuajos que nacen en charcos en el suelo del bosque.

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Pero es probable que la solicitud para lanzarlo enfrente un largo camino regulatorio. Los Estados Unidos, China y Brasil han aprobado algunos árboles transgénicos para su uso en huertos frutales, plantaciones de biocombustibles y proyectos de forestación. Pero así como los cultivos agrícolas y animales transgénicos, los árboles transgénicos son controvertidos, y las preocupaciones éticas y ecológicas se intensifican debido a que los castaños crecen de forma silvestre. Es probable que los reguladores de tres agencias federales examinen de cerca esas preocupaciones. Los funcionarios del USDA, por ejemplo, tratarán de determinar si el árbol podría convertirse en una maleza o una amenaza para las plantas existentes. La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) estudiará si la fruta del árbol es segura para comer, y la Agencia de Protección Ambiental (EPA) considerará si la enzima bloqueadora del tizón de los árboles debe ser regulada como un fungicida.

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Los investigadores sellan las flores de un castaño portador de un gen de trigo que neutraliza la toxina fúngica.

Los reguladores también “necesitan un proceso realmente claro para incorporar de forma transparente … los valores culturales y espirituales en la toma de decisiones”, dice Gordon, quien forma parte de un comité convocado por las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina para examinar cuestiones relacionadas con árboles genéticamente modificados El castaño americano fue una fuente de alimento culturalmente importante e importante para muchos nativos americanos, y algunos están alterando genéticamente a especies con las que tienen una larga relación, dice Neil Patterson, miembro de la Nación Tuscarora y director asistente del Centro para Pueblos Originarios. y el medio ambiente en SUNY ESF.

Si el árbol sobrevive al guanteo reglamentario, los investigadores que no están directamente involucrados en su desarrollo son cautelosamente optimistas de que podría ayudar con la restauración. Parece defenderse de la plaga mejor que los híbridos producidos hasta ahora a través de métodos de mejoramiento tradicional, afirma Jared Westbrook, científico en jefe de la Fundación del Castaño Americano en Asheville, Carolina del Norte; Westbrook ha pasado 35 años intentando desarrollar convencionalmente un castaño resistente al tizón y ayudó financiar la investigación del árbol transgénico. Pero para maximizar la supervivencia, los árboles modificados genéticamente, que son todos descendientes de clones de un árbol “fundador”, deberán cruzarse con árboles adaptados al clima y las enfermedades locales, dice Westbrook. “No vamos a restaurar una especie con un clon”.

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Todo ese trabajo podría deshacerse si el hongo evoluciona en alguna forma que evite la defensa, dice Richard Sniezko, un genetista de árboles del Servicio Forestal de los Estados Unidos en Cottage Grove, Oregón. Powell y Newhouse dudan de que ocurra ese tipo de resistencia por selección natural, porque su árbol en realidad no mata al hongo (lo que hace es metabolizar y eliminar la toxina producida por el hongo). A pesar de eso, “ninguno de nosotros quiere que se libere algo … y falle 10 años después” agrega Sniezko.

La continua afluencia de insectos y patógenos del exterior también podría presentar un nuevo asesino de castaños, dice Gary Lovett, un ecologista del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas en Millbrook, Nueva York. Crear variedades resistentes “es algo bueno”, dice. “Pero no sirve de nada si seguimos introduciendo nuevas plagas”.

Video en vivo con infección del tizón usando plántulas de castaño americano silvestre susceptible al tizón (Ellis 1), castaño chino resistente al tizón (Qing), y castaño americano transgénico resistente al tizón (Darling 215 y 311).

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