Dos centros de investigación agropecuarios de Bélgica han presentado solicitudes para realizar tres ensayos de campo con maíz editado genéticamente después de que las observaciones en invernadero mostraran que las plantas editadas son más resistentes al estrés climático o más fáciles de digerir.
VIB /.- A principios de enero, el Instituto Flamenco de Biotecnología (VIB) presentó solicitudes para realizar 3 ensayos de campo con maíz editado con genoma. Las observaciones en el invernadero mostraron que las plantas editadas son más resistentes al estrés climático o más fáciles de digerir. En colaboración con el Instituto de Investigación de Agricultura, Pesca y Alimentación de Flandes (ILVO), VIB desea confirmar sus hallazgos en condiciones reales de cultivo.
Alteraciones genéticas realizadas con precisión molecular
Para hacer que las plantas sean más resistentes a los cambios climáticos actuales, las enfermedades y para mejorar su interacción con el medio ambiente, es necesario conocer los mecanismos que hacen que la planta crezca. En el Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales, se están realizando investigaciones sobre los procesos moleculares que impulsan el crecimiento y desarrollo de las plantas. Cuando los científicos comprenden esos procesos, se pueden realizar cambios específicos para tratar de ajustar el crecimiento de las plantas.
Gracias a la nueva técnica de edición de genes CRISPR-Cas9, el material genético de la planta se puede modificar con gran precisión. Es importante examinar el efecto de los cambios genéticos en el ciclo de vida de la planta. Al hacerlo, se simulan condiciones normales y de estrés en el invernadero mientras se monitorea el desarrollo de la planta. Si bien los hallazgos del invernadero representan las capacidades de crecimiento de una planta, una prueba de campo brinda una imagen más completa de la resistencia de las plantas modificadas cuando se exponen a las condiciones climáticas reales.
Maíz resistente al clima para una agricultura más sostenible
Una de las consecuencias del cambio climático es el calentamiento global, que está provocando una mayor frecuencia de olas de calor sostenidas, períodos de sequía y patrones climáticos más extremos. El grupo de investigación de la Prof. Hilde Nelissen tiene como objetivo hacer que el maíz sea resistente a la sequía prolongada. Cuando las plantas experimentan sequía, el material hereditario, el ADN, se pliega en una forma compacta, lo que hace que el crecimiento se detenga. La profesora Nelissen y su equipo descubrieron que desactivar un componente estructural que ayuda al plegamiento del ADN conduce a un ADN menos compacto y, por lo tanto, más activo. Como resultado, las plantas de maíz muestran un mejor crecimiento en el invernadero cuando experimentan sequía. Una prueba de campo debe arrojar luz sobre si esta modificación genética también beneficia el crecimiento y el rendimiento en condiciones climáticas variables (ensayo de campo número 1).
Períodos prolongados de calor, mayor exposición a los rayos UV y metales contaminantes, causan daños en el ADN de las plantas. En respuesta al daño del ADN, la planta ralentiza el ciclo celular, el proceso por el cual las células de la planta se expanden y posteriormente se dividen. Dado que el crecimiento de las plantas es un resultado directo del crecimiento de las células, el estrés crónico del ADN conduce a plantas más pequeñas y un rendimiento reducido. El equipo del Prof. Lieven De Veylder quiere probar en su ensayo de campo si la falta de un regulador negativo del ciclo celular hace que las plantas de maíz sean más resistentes al daño del ADN relacionado con el estrés ambiental (ensayo de campo número 2). Los experimentos de invernadero ya mostraron que el maíz editado creció significativamente mejor en comparación con las plantas no modificadas cuando se exponen a estrés ambiental que induce daño en el ADN.
Maíz más digerible
Además de desarrollar cultivos resistentes al clima, las plantas mejor digeribles y los productos a base de plantas también pueden contribuir a una sociedad más sostenible. Después de todo, una conversión alimenticia mejorada significa que los cerdos y el ganado pueden alimentarse con menos alimento. Y cuando usamos plantas para producir bioetanol y detergentes y plásticos biodegradables, esto reduce nuestra dependencia de materiales fósiles como el petróleo. Para ambos tipos de aplicaciones, es necesario que los azúcares se puedan extraer de la pared celular de la planta de la manera más eficiente. La pared celular es una estructura compleja cuyos componentes principales son la lignina, la celulosa y la hemicelulosa.
Los azúcares se derivan de la celulosa y la hemicelulosa, pero la lignina, que se puede comparar con el pegamento para mantener unidas las fibras de celulosa y hemicelulosa, complica la extracción. Entre otras cosas, el laboratorio dirigido por el Prof. Wout Boerjan está investigando si pueden generar plantas con un contenido reducido de lignina en su pared celular para hacer que los azúcares sean más accesibles. Después de resultados exitosos en álamos, el Prof. Boerjan aplicará la misma estrategia para obtener plantas de maíz más digestibles. La prueba de campo planificada (prueba de campo número 3) investigará si las plantas con cantidades más bajas de lignina también funcionan bien en el campo y si la reducción coincide con efectos negativos como una mayor sensibilidad a los vientos fuertes.
