Los pepinos de la familia de las cucurbitáceas, que incluye calabazas, sandías y calabazas, son un producto vegetal de importancia económica que se cultiva en invernaderos y en campo abierto. Sin embargo, debido al calentamiento global, el cambio climático se está acelerando, provocando un aumento de las temperaturas medias anuales y una aceleración de la frecuencia de los fenómenos meteorológicos extremos. El cambio climático afecta la producción de cultivos, incluido el pepino, tanto directa como indirectamente. Una solución a los problemas de producción son las plantas transgénicas; sin embargo, crear un pepino modificado genéticamente no es tan fácil.
La modificación genética en la familia de las cucurbitáceas se ve obstaculizada por complejos requisitos de cultivo de tejidos; los métodos de transformación tradicionales, como la transferencia de genes utilizando el género de bacterias del suelo con forma de bastón Agrobacterium , a menudo enfrentan barreras que limitan su éxito en ciertas especies de plantas. Dados estos desafíos actuales, se necesitan sistemas innovadores de administración de genes para avanzar en la ingeniería genética de los cultivos.
La magnetofección, un nuevo método de administración de ADN que utiliza nanopartículas magnéticas, ofrece una alternativa prometedora a los enfoques tradicionales. Un estudio realizado por científicos de la Universidad Nacional de Busan y publicado en la revista Horticulture Research revela un método avanzado de magnetofección de polen para crear pepinos genéticamente modificados.
Utilizando nanopartículas magnéticas, los investigadores introdujeron con éxito ADN exógeno en polen de pepino, sorteando eficazmente las limitaciones de los métodos tradicionales de cultivo de tejidos. Este avance en ingeniería genética proporciona una forma más directa y eficiente de producir plantas transgénicas, marcando el comienzo de una nueva era en la biotecnología agrícola.
El estudio se centró en mejorar el método de magnetofección del polen adaptado para pepinos. Anteriormente, se utilizó una técnica similar para crear algodón y maíz transgénicos. Utilizando nanopartículas magnéticas de Fe 3 O 4 cargadas positivamente como portadores de ADN, se introdujeron genes exógenos en las aberturas del polen. Después de la magnetofección, el polen tratado se aplicó manualmente a los estigmas de las flores femeninas del pepino, lo que dio como resultado semillas transgénicas.
En particular, la viabilidad del polen se mantuvo durante todo el proceso y se observó expresión genética en el polen transformado a lo largo del tiempo. Los resultados clave mostraron que la eficiencia de la expresión génica varió significativamente entre diferentes promotores, siendo el promotor OsMTD2 (dominio de direccionamiento mitocondrial, MTD) superior al promotor p35S.
Las semillas transgénicas mostraron una sólida expresión genética en los cotiledones y raíces de las plántulas T1. A pesar de matices como menores tasas de integración genética, el estudio confirmó la viabilidad de esta técnica para la transformación del pepino y destacó su posible aplicación en otras especies de cultivos.
El Dr. Yu-Jin Kim, investigador principal de la Universidad Nacional de Busan, dijo: «Nuestros resultados resaltan que la magnetofección del polen es un enfoque flexible y eficiente para la transformación genética de los pepinos. Este método evita los problemas del cultivo de tejidos tradicional y ofrece un método más rápido y asequible para producir plantas transgénicas. La investigación futura podría ampliar su aplicabilidad a otros cultivos clave, estimulando soluciones innovadoras en la agricultura sostenible”.
Un sistema de administración de genes de polen magnético aplicado a C. sativus. Foto: Investigación hortícola (2024). DOI: 10.1093/hora/uhae179
Las implicaciones más amplias de esta tecnología van mucho más allá de los pepinos y ofrecen formas de desarrollar cultivos más sostenibles y ricos en nutrientes que son vitales para abordar los desafíos agrícolas globales como el cambio climático y la seguridad alimentaria, dicen los autores. Un mayor refinamiento podría ampliar su potencial, haciéndolo aplicable a genomas y rasgos de plantas más complejos.
Fuente: TransSpread
