Científicos cubanos desarrollan la primera soya transgénica resistente al destructivo hongo de la roya asiática mediante un nuevo enfoque en base a producción de defensinas, un tipo de proteínas de defensa natural de las las mismas plantas. Las primeras pruebas de campo mostraron resultados exitosos en resistencia al patógeno, ofreciendo una alternativa sostenible que reduciría el uso de fungicidas.
ChileBio / 11 de enero, 2023.- Científicos cubanos del Centro del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB) y el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) han publicado el primer estudio que reporta el desarrollo de soya transgénica resistente al hongo de la roya asiática mediante la producción de defensinas. El estudio fue publicado en los Anales de la Academia de Ciencias de Cuba.
El gobierno cubano ha financiado el desarrollo de cultivos transgénicos locales desde los años 1990’s, con producciones a gran escala de maíz Bt y soya resistente a herbicidas en los últimos años, como parte de los esfuerzos para reducir la escasez de alimentos y mejorar la producción nacional agrícola. Por este motivo, sus científicos siguen innovando en nuevas herramientas biotecnológicas y rasgos que mejoren la resiliencia y producción de sus cultivos.
Nueva soya «Made in Cuba»
Como indica el nuevo estudio, la roya asiática causada por el hongo Phakopsora pachyrhizi es una de las enfermedades más destructiva que afecta al cultivo de la soya. El desarrollo de plantas genéticamente modificadas que porten defensinas ofrece una alternativa para proteger al cultivo frente a hongos patógenos, ya que los fungicidas modernos no han controlado eficazmente este patógeno y han tenido un impacto negativo en el medioambiente.
Las defensinas son pequeños péptidos antimicrobianos presentes en las plantas (que han desempeñado un rol en su mecanismo de defensa natural) y pueden inhibir el desarrollo de microorganismos e insectos fitopatógenos, y también pueden estar involucrados en la adaptación al estrés abiótico. Los investigadores indican que la inhibición del crecimiento de hongos patógenos por las defensinas vegetales no está asociada a toxicidad en células de mamíferos o plantas.
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El estudio indica que varios genes que codifican defensinas ya se han aislado desde plantas silvestres y se han transferido con éxito a cultivos de importancia económica como tabaco, tomate, papa, arroz, poroto y otros, produciendo resistencia a diferentes patógenos; incluso, las plantas de tabaco y papa transformadas con la defensina mostraron resistencia al problemático hongo Phytophthora infestans en condiciones de invernadero y campo.
Cuba reportó sus primeros brotes de infestación con Phakopsora pachyrhizi en 2009, y hasta antes de la publicación de este estudio, los científicos cubanos indican que no se disponía en el país de una metodología de transformación genética de soya y hasta el momento «en la literatura científica no se ha informado de la existencia de plantas transgénicas de soya resistentes a hongos patógenos mediante la producción de defensinas».
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El nuevo estudio consideró el potencial antifúngico de la defensina NmDef02 para obtener cultivares resistentes a la roya asiática, por lo cual se desarrollaron plantas de soya que expresaban la mencionada defensina y se evaluaron frente al hongo P. pachyrhizi bajo condiciones de infección natural en campo. También evaluaron la efectividad de la nodulación por Bradyrhizobium japonicum en plantas de soya que portan la defensina, porque la asociación con esta bacteria sería fundamental para la fijación de nitrógeno atmosférico.
Los resultados obtenidos apoyan la idea de que la expresión constitutiva (en toda la planta) del gen NmDef02 produjo una reducción en el número de pústulas en los clones transgénicos, lo cual condujo a una menor biomasa del hongo, demostrando la resistencia de los clones al hongo (quizás por la reducción de la esporulación). El estudio indica que la protección de las plantas transgénicas desarrolladas se confirma visualmente por las hojas que han conservado su color y vitalidad, evitándose la defoliación prematura.
Por otro lado, el cultivar DT-84 utilizado como control no-transgénico fue altamente susceptible al hongo y las plantas sufrieron una defoliación completa antes de completar su ciclo de maduración. La defoliación temprana de estas plantas redujo la productividad al interferir con sus procesos fisiológicos, lo que resultó en menos vainas normales, menos semillas por vaina y menor peso de granos.
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En base al primer reporte publicado de transformación genética de soya con un gen de defensina para la resistencia a patógenos fúngicos, los científicos cubanos concluyen que el «uso de plantas transgénicas que expresen esta defensina, reduciría el número de aplicaciones de fungicidas químicos en campo, para un manejo integral de patógenos en soya, con un mínimo impacto ambiental».