Entrada escrita por Antonio Bustamante 

 

El reto actual de la agricultura es producir alimento suficiente para una población en constante crecimiento, pero de una manera segura, por lo cual se procura aumentar el rendimiento de las cosechas, mediante la mejora genética, pese ha haber logrado dicho objetivo, este no ha dado los resultados esperados ya que la evolución del clima ha logrado que los recursos hídricos y el suelo cultivable sean bienes cada vez más escasos y por ello se sigue limitando la producción de alimentos.

Sin título-1

¿Cómo podemos hacer frente a este reto? Uno de los problemas climáticos que mas afecta a la agricultura es las bajas temperaturas, que en ocasiones provocan hasta el 100% de perdidas por las famosas heladas. Hace algunos años el Dr. Mulet mediante un screening en remolacha pudo identificar genes que conferían resistencia frente a bajas temperaturas, mediante biología molecular se aislaron e identificaron varios genes de la familia de la Aquaporinas.

 

En nuestro laboratorio mediante una herramienta de gran utilidad para conocer cómo funciona un gen, o más bien, la proteína que codifica se realizo la sobreexpresión de genes en un sistema heterólogo, es decir, introducir genes de una especie en otra, en este caso se utilizo a arabidopcis, la cual permite caracterizar genes de otras especies de forma mucho más rápida que en el organismo de origen siendo además un sistema eficaz; al realizar los experimentos descubrimos que aumentar la expresión de un de estos genes era capaz de conferir tolerancia a frio. Sabiendo que las acuaporinas (AQPs) son proteínas formadoras de  canales que regulan la entrada y salida de agua en la célula, estas proteínas se encuentran presentes en todos los organismos y tienen un pesos moleculares de entre 26 y 35 kDa, a demás del transporte de agua se dedican al transporte de solutos de gran significado fisiológico, tales como el CO2, H2O2, boro, o ácido silícico, lo que permite relacionar las acuaporinas con muchas funciones, que incluyen el metabolismo del carbono, la respuesta ante el estrés oxidativo, y la nutrición mineral de la planta.

Cuando las plantas detectan cambios en la disponibilidad de agua en el medio que las rodea, sufren una alteración en el potencial osmótico; para balancear este cambio, las células vegetales regulan la expresión de sus AQPs. Se ha demostrado que estímulos ambientales como sequía y salinidad, así como incrementos en la síntesis del ácido abscísico, traen como consecuencia cambios en la regulación de los niveles de expresión.

Sin título-2

Aumentar la expresión de estos genes en plantas de interés agronómico lograría una mayor tolerancia a frio (lo que supondrá una mejor resistencia a la heladas), adelanto de la época de  siembra ya que, con su resistencia al frio se podría establecer los cultivos en épocas que por presentar bajas temperaturas no se consideran adecuadas para el inicio de una actividad agrícolas; y por otra, optimizar el recurso suelo ya que se podría establecer mas ciclos de cultivos, lo cual no se lograba por los periodos de bajas temperaturas.

 



14 Comentarios

    1. Saludos jesus.
      hasta el momento tenemos unos resultados prometedores, pero seguimos trabajando en ello creo que es muy pronto para decir que no da resultado

  1. No te puedo negar que me apasiona este tema, Antonio.
    Pero no solo es apasionante, sino sumamente complejo. Por ser una familia multigénica y multifuncional, y porque responden de forma distinta según la planta y según el estrés. Es cierto que son un marcador fundamental en sequía y salinidad en cuanto a la captación de agua y el estatus hídrico de la planta entera pero seguimos “en pañales” con este tema.
    ¡Curra mucho.. y bien! 😉

    1. saludos AMARA.
      Realmente es muy apasionante el tema, como tu bien dices es una familia multifuncional y por ello creo que es una buena alternativa para la búsqueda de resistencia a estrés.
      El interes que tengo es evaluarlo en una planta modelo y posteriormente en una planta de interés agronómico.

      Gracias por el comentario

  2. La investigación dirigida a un mejoramiento genético para crear en la planta facultades de resistencia frente a factores abióticos (temperatura) es muy interesante. La pregunta que tengo respecto a este tema, sería la siguiente, en nuestro país ecuador uno de los cultivos de importancia es el Plátano, en muchas regiones la producción se ve limitada por las condiciones externas que afectan el rendimiento de dicho cultivar como es el caso de las sequías, sería posible realizar algún tipo de modificación dirigida a algún gen que haga que la planta forme algún tipo de resistencia hacia aquel problema?
    Saludos y éxitos.

  3. Interesante pero se tendría que evaluar si el consumo de alimentos con esta mejora genética podría afectar la salud de los consumidores, para lo cual se necesitan años de estudio en laboratorio.

  4. Saludos Antonio, interesante propuesta, esperemos que la investigaciónen general. pueda seguiré el ritmo a la demanda creciente de alimentos y al hoy por hoy poco pronosticable factor climático. Suerte

  5. Buenas JM Mulet,

    Escribo aquí porque no uso twiter o similares y no sabía cómo contactar con usted. Sé que usted está en contra de las pseudociencias, etc. Y por mi formación (teleco) no supe contestar en un debate con defesores del ‘Diseño inteligente’ (todavía recuerdo una entrevista suya en elmundo sobre los antivacunas, y recientemente se cumplió su predicción de que habría muertes por ello tristemente) este tipo de gente es peligrosa, y no debería permitirse que gente que cuestiona la ciencia sin ninguna base, saliese en TV o similares.. Yo les dije que la endogamia puede acabar con cualquier especie, a causa de acumulaciones de defectos en el sistema inmunitario. Y ellos me respondieron que la endogamia es la forma natural de nacimiento de las especies, ¿es esto cierto?
    También leí que todos venimos de una única ‘Eva’ luego no supe responder porque no es mi especialidad. ¿Es cierto que no hay fósiles que demuestren a nivel macro los saltos evolutivos entre reptiles-mamíferos, etc? Aunque supongo que por el ADN si que se podrá ver la línea evolutiva.

    Un saludo

    1. Parece que mezclan varios conceptos. Aunque no soy experto en evolución. Uno de los factores que incide en el desarrollo de nuevas especies es que una especie original se quede separada (efecto isla creo que se llama) y aumente la endogamia. Otra cosa es que una endogamia excesiva en una población reducida disminuye la viabilidad.

      Las mitocondrias se heredan de las madres a toda la progenia, por lo que al no recombinarse se supone que todas tienen un ancestro común, y a esto se le llama la eva mitocondrial. Y respecto a los fósiles, hayque tener en cuenta que el registro fósil es inconpleto, sería como ver una película en la que tienes un fotograma de cada 1000, pero como dices secuenciando el ADN de las especies actuales se puede ver que secuencias están conservadas y cuales son nuevas, lo cual nos puede dar una idea bastante fiable de la evolución de cada línea.

  6. Cultivar en la nueva era es un tema muy complejo y dinámico que motiva día tras día a mi personañlmente como estudiante a conocer el proceso y valoracíon de los genes en la activación de una especie en otra exceñllente artículo estimado J. M. Mulet éxitos en los procesos a llevar a cabo.

  7. Cultivar en la nueva era es un tema muy complejo y dinámico que motiva día tras día a mi personalmente como estudiante a conocer el proceso y valoracíon de los genes en la activación de una especie en otra excelente artículo estimado J. M. Mulet éxitos en los procesos a llevar a cabo.

  8. Siempre nos quejamos que las frutas y verduras frescas sabe mejor en el supermercado que la que solemos comprar en el mercado de esta manera se dan motivos del uso de nuevas especies seleccionadas genèticamente y el abuso de pesticidas, cabe recalcar que tan cierto es que pueden acumularse en la planta y modificar su sabor de las especies?? estas plantas de los huertos son las mismas que usan para la fruta que llegan a los supermercados??

  9. Estimado Antonio:
    El tema es realmente fascinante. Ciertamente el hombre esta aprovechando las oportunidades en tecnología para producir más y mejor. El uso de Arabidopsis thalica es una muestra de ello, que es una opción muy versátil considerando el tiempo que lleva efectuar la inclusión de genes en ella. Si bien como mencionas la investigación en este campo esta en pañales el inicio es lo importante. Tengo claro el papel de las acuaporinas en la gestión de agua por parte de la planta sin embargo no tengo claro si sea eficiente ante las bajas temperaturas y cual sea el mecnismo, que información tienes al respecto.

    Por otro lado considero aun más álgido efectuar estudios para mejorar la resistencia a la sequía y resistencia a plagas, así como el mejoramiento de las condiciones actuales de nuestros suelos y la conservación de los acuiferos que son realmente una prioridad por el cambio climático.

Deja un comentario