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Biotecnología en el día a día: Flores para usos ornamentales


Los cultivos ornamentales es un sector en el que interesa aplicar técnicas de manipulación genética para mejorar las especies. 



El objetivo no es sólo mejorar su color u obtener nuevas fragancias o aromas, también mejorar otros atributos como la morfología de la flor o la arquitectura de la planta, resistencia a estreses y enfermedades, controlar el tiempo de floración y la vida de la flor cortada (lo cual se hace jugando con las concentraciones de etileno o bien con la ruta de señalización del etileno, esto es, sus receptores o la ruta de transducción de señales) entre otros. Con estrategias de transgénesis además podemos encontrar fenotipos que no se encuentran en la naturaleza, siendo el caso más destacado el de las flores azules en especies en las que no se encuentra el pigmento que da esta coloración, la delfinidina.

Destaca, como ejemplo, la rosa azul. En primer lugar, se ha de mencionar que no se han desarrollado todavía rosas azules. Aunque se denomine popularmente rosa azul, realmente es lavanda o malva pálida (en el caso de encontrar completamente azules son extremadamente pálidas y esto se entenderá por lo explicado a continuación). Estas rosas son resultado de una investigación colaborativa por parte de Florigene, una compañía australiana, y Suntory, una compañía japonesa, que por ingeniería genética dieron lugar a un incremento en delfinidina (2004). Para hacernos una idea de su importancia comercial, Suntory vendió cerca de 10,000 rosas azules en Japón en 2010 a un precio de 2,000 a 3,000 yenes.

La rosa, el crisantemo y el clavel, que son los cultivos de floricultura más importantes, carecen de delfinidina, un pigmento que pertenece al grupo de las antocianinas, que es a su vez una clase de flavonoides, por lo que, en condiciones naturales, no hay variedades violeta-azuláceas. Esto es consecuencia de la deficiencia de la flavonoide-3´,5´-hidroxilasa, enzima clave en la síntesis de delfinidina. Además, tienen un alto contenido en carotenoides y pelargonidina, y el pH vacuolar de las células de la epidermis superior es bastante bajo, abarcando un intervalo de 3,69-5,78, lo cual es una barrera más para generar variedades violeta-azuláceas (los pH vacuolares ácidos favorecen la presencia de flavonoides que dan tonalidades rojizas y naranjadas).

Así pues, el objetivo fue introducir por transgénesis el F3´5´H de violeta y el gen DFR de lirio, inducir su sobreexpresión y reducir negativamente el gen DFR de rosa. Con ello se obtuvo para la construcción con estos dos genes y el RNAi de DFR de rosa altos porcentajes de delfinidina (>80%), y en algunos sujetos un contenido casi exclusivo de delfinidina. Ahora bien, la coloración de estas rosas es más pálida que en el caso de las wild-type y esto es debido a la supresión del gen DFR endógeno de la rosa y la ineficiente complementación obtenida al introducir el gen DFR de lirio, lo cual se traduce en un contenido de antocianinas menor. Por ello no se ha alcanzado una rosa que sea realmente azul a través de la biotecnología.

A continuación, se tiene la ruta de síntesis de las antocianinas para facilitar la comprensión de lo explicado (Yukihisa Katsumoto et al., 2007):

  1. Yukihisa Katsumoto et al. 2007. Engineering of the Rose Flavonoid Biosynthetic Pathway Successfully Generated Blue-Hued Flowers Accumulating Delphinidin. Plant Cell Physiol. 48(11): 1589–1600.
  2. Kumi Yoshida, Mihoko Mori and Tadao Kondo. 2009. Blue flower colour development by anthocyanins: from chemical structure to cell physiology. Prod. Rep., 2009, 26, 884-915.
  3. Daqiu Zhao and Jun Tao. 2015. Recent advances on the development and regulation of flower colour in ornamental plants. Frontiers in Plant Science. Volume6; Article 261.
  4. https://www.suntory.com/about/overview/index.html
  5. http://www.florigene.com/

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