Chilebio Noticias

Con genes de plantas carnívoras se podrían desarrollar cultivos resistentes a plagas y suelos infértiles

Científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania investigan los genes vegetales relacionados a lo carnívoro, como los implicados en la digestión, ya que no solo podrían ayudar a los cultivos no solo a evitar las plagas, sino también a prosperar en entornos con pocos nutrientes. Esto se traduciría en reducir enormemente el uso de pesticidas y fertilizantes.

Universidad Estatal de Pensilvania / 21 de abril, 2021.- No devorarán insectos con mandíbulas frondosas, pero con la ayuda de los genes de las plantas carnívoras, los tomates, el tabaco y otros cultivos podrían algún día defenderse mejor de los hongos e insectos patógenos. Un equipo internacional de investigadores ha recibido una subvención del Human Frontier Science Program para investigar cómo los genes vegetales relacionados a lo carnívoro, como los implicados en la digestión, podrían ayudar a los cultivos no solo a evitar las plagas, sino también a prosperar en entornos con pocos nutrientes. En última instancia, el objetivo del equipo es reducir la dependencia de pesticidas y fertilizantes.

[Recomendado: Estudio arroja luz sobre cómo las plantas carnívoras adquirieron el gusto por la carne]

«El estudio de las plantas puede proporcionar soluciones novedosas para el bienestar humano a través de cultivos mejorados», dijo Tanya Renner, profesora asistente de entomología en la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State). «Un desafío clave es seleccionar de manera eficiente los rasgos y los genes subyacentes que ejercen funciones similares cuando se transfieren de una planta donante a una receptora. Creemos que algunos de los genes involucrados en la carnivoría, como los involucrados en la digestión de insectos y en el mantenimiento de las superficies de las hojas que evitan que los insectos escapen; podría ayudar a mejorar la resistencia de los cultivos a las plagas o crear variedades que puedan crecer en suelos cada vez más erosionados e infértiles«.

Según Renner, las plantas carnívoras desarrollaron la capacidad de digerir insectos como una forma de obtener nutrientes en ambientes pobres en nutrientes. En un proceso llamado evolución convergente, estos rasgos evolucionaron por separado en diferentes linajes de plantas, que comprenden más de 800 especies, que viven en diferentes partes del mundo.

«Uno de nuestros objetivos con este proyecto es identificar y caracterizar los genes convergentes involucrados en carnívoros para tres tipos de plantas carnívoras: droseras, margaritas y plantas jarra», dijo Renner. «Será el primer estudio de los fundamentos genéticos clave de las plantas carnívoras a gran escala».

[Recomendado: Algunas plantas usan raíces peludas y ácidos para acceder a los nutrientes en las rocas]

Según Renner, las sundews (Drosera o «rocío de sol») y las butterworts (Pinguiculas) son plantas parecidas al papel matamoscas que atrapan a las presas en pelos pegajosos en sus hojas, mientras que las plantas jarra contienen trampas para capturar insectos. Las plantas jarra, señaló, tienen un líquido digestivo pegajoso, parecido al pegamento.

«A este líquido, que es secretado por glándulas especializadas ubicadas en la base de la jarra, lo llamamos viscoelástico, ya que es viscoso y similar al elástico», dijo Renner. «Estamos interesados ​​en identificar genes que subyacen al pegamento y ver si se puede introducir viscoelasticidad en plantas de cultivo con pelos glandulares, como el tomate y el tabaco».

Renner señaló que, aunque las plantas carnívoras dependen de los nutrientes de los insectos, ciertas proteínas que se encuentran en los fluidos digestivos de las plantas carnívoras pueden proporcionar una nutrición adicional. También se ha demostrado que estas proteínas tienen propiedades antimicrobianas e insecticidas. Por lo tanto, otro de los objetivos del equipo es determinar si las proteínas pueden disuadir a las plagas y proporcionar mejoras nutricionales para las plantas cultivadas en suelos con bajas cantidades de nutrientes esenciales.

[Recomendado: «Transgénico-natural»: Identifican primera transferencia de genes desde una planta hacia un insecto]

Los investigadores planean probar el rendimiento de las plantas de cultivo transgénicas a través de una variedad de experimentos. Por ejemplo, para medir la capacidad de las plantas para disuadir a los insectos, permitirán que los gusanos del tabaco y del tomate se alimenten de las hojas de las plantas y luego pesen los insectos.

Los pinguiculas son plantas parecidas al papel matamoscas que atrapan a sus presas en pelos pegajosos en sus hojas. El equipo de investigación está interesado en identificar los genes que subyacen al pegamento y ver si esta «viscoelasticidad» se puede introducir en plantas de cultivo con pelos glandulares, como el tomate y el tabaco. IMAGEN: Tanya Renner, Penn State

«Experimentos anteriores han demostrado que los insectos ganan menos peso cuando intentan alimentarse de hojas que contienen estas proteínas», explicó Renner.

En otro experimento, para determinar si las proteínas digestivas proporcionan mejoras nutricionales para las plantas transgénicas, el equipo cultivará las plantas en un suelo con bajo contenido de fosfato y luego medirá su biomasa.

[Recomendado: Secuencian genoma de enigmática planta parásito: ha perdido y robado genes en su evolución]

Cada año se aplican millones de libras de pesticidas y fertilizantes a los cultivos en los Estados Unidos, que son costosos y potencialmente dañinos para los ecosistemas y la salud humana.

«En general, nuestro objetivo es lograr una prueba de concepto de transferencias de rasgos de plantas carnívoras a plantas de cultivo con el objetivo de reducir la necesidad de aplicaciones de insecticidas y fertilizantes», dijo Renner.

Compartir
Artículos relacionados
Salmón transgénico de rápido crecimiento saldrá a la venta en Estados Unidos en 2020
La ingeniería genética al rescate del jugo de naranja
Modifican hongo con nueva técnica biotecnológica para ser resistente a la oxidación

Comments are closed.