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Un solo cambio genético aumenta un 10% del rendimiento en el maíz

maíz genéticamente modificado

Se logró modificado y uniendo genes de la misma planta y el mismo protocolo podría generar aumentos de rendimientos en otros cereales.

Los científicos registraron un rendimiento de 8-10% por ciento más en el campo en un nuevo maíz genéticamente modificado (GM) después de sobreexpresar un gen responsable del crecimiento de las plantas. Este aumento en el rendimiento se mantiene si la planta está expuesta a condiciones de crecimiento óptimas o deficientes.

Los científicos registraron un rendimiento

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El maíz transgénico se ha plantado en todo el mundo durante los últimos 23 años, la mayoría de los cuales son resistentes a los insectos plaga y tolerantes a herbicidas para un mejor control de malezas. Ahora, los científicos de Corteva Agriscience están desarrollando un nuevo tipo de maíz transgénico mientras intentan un nuevo enfoque para mejorar su rendimiento y su estabilidad. Al cambiar la expresión de un solo gen de maíz, pueden crear un cambio positivo significativo en su característica de rendimiento de grano, que se sabe que tiene una genética compleja.

A partir de aproximadamente 2000, las empresas de todo el mundo comenzaron a buscar genes individuales que pudieran aumentar el rendimiento. Solo unos pocos genes identificados se han mostrado prometedores, y muchas compañías han reducido o dejado de detectar los genes relacionados con el rendimiento del cultivo, debido a la baja tasa de éxito.

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Pero los investigadores de Corteva Agriscience, decidieron analizar los genes que funcionan como interruptores maestros para el crecimiento y el rendimiento. Escogieron los genes de la caja MADS, un grupo común en muchas plantas, antes de decidirse por uno (zmm28) para alterar en las plantas de maíz. El desafío de trabajar con genes que regulan el desarrollo es asegurarse de que activen la cantidad correcta en el momento correcto y en el tipo correcto de tejidos. “Es terriblemente fácil estropear las plantas” si los genes son demasiado activos, dice Jeff Habben, un fisiólogo de plantas en Corteva que ayudó a dirigir la investigación.

El grupo tuvo como objetivo fusionar zmm28 con un nuevo promotor, un tramo de ADN que controla cuándo se activa el gen. Después de probar una docena, encontraron uno que funcionaba de manera confiable. Por lo general, zmm28 se activa cuando las plantas de maíz comienzan a florecer. El promotor agregado activó zmm28 antes de lo que ocurre naturalmente y también continuó aumentando los efectos beneficiosos del gen después de la floración. “Si haces que el gen trabaje más y más, puedes hacer que la planta funcione mejor”, dice Wang.

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Los investigadores probaron el rendimiento mejorado del gen en 48 tipos comerciales de maíz, conocidos como híbridos, que se usan comúnmente para alimentar al ganado. En pruebas de campo en las regiones productoras de maíz de los Estados Unidos entre 2014 y 2017, descubrieron que los híbridos transgénicos generalmente producían entre un 3% y un 5% más de grano que las plantas de control (no modificadas). Algunos arrojaron entre 8% y 10% más, informa el equipo esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. El beneficio se mantuvo independientemente de cuán buenas o malas fueran las condiciones de crecimiento.

“Este es uno de los mejores ejemplos en los que [plantas] GM para el rendimiento en realidad funciona de manera convincente en un entorno de campo”, dice Matthew Paul, científico de cultivos de Rothamsted Research en Harpenden, Reino Unido.

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El mayor crecimiento se debe a varios factores. Primero, las plantas de ingeniería tienen hojas un poco más grandes, que son 8% a 9% mejores para convertir la luz solar en azúcares. “Este aumento es realmente algo grande”, dice Jingrui Wu, un fisiólogo de plantas en Corteva, porque la fotosíntesis ha sido difícil de mejorar con la ingeniería genética. Las plantas también son 16% a 18% más eficientes en el uso de nitrógeno, un nutriente clave del suelo, otra característica que ha sido difícil de manipular por los obtentores debido a la genética compleja.

“Esto parece muy prometedor desde un punto de vista comercial”, dice Dirk Inzé, biólogo molecular de VIB, un instituto de investigación en Flandes, Bélgica. Corteva ya ha solicitado al Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) la aprobación de nuevos híbridos de mayor rendimiento. (Aunque zmm28 y su promotor se producen naturalmente en el maíz, se combinaron utilizando una técnica que el USDA regula como biotecnología).

Habben estima que tomará de 6 a 10 años obtener la aprobación formal en países de todo el mundo. Hay una “buena posibilidad” de que los genes reguladores relacionados puedan aumentar el rendimiento en otros cereales, dice Inzé. La demostración de campo a gran escala en maíz “refuerza nuestra creencia de que el rendimiento intrínseco puede mejorarse si lo hacemos de manera inteligente”, dice Wang. “De hecho, esto le dará inspiración a la gente”.

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