Durante milenios, los seres humanos han realizado mejoramiento en busca de rasgos deseables en plantas y animales, seleccionando y cruzando sus descendientes. Ahora, los investigadores de la Universidad de Copenhague están tomando un atajo natural para promover cambios beneficiosos utilizando una bacteria especial que transfiere (naturalmente) sus genes a las plantas.
Universidad de Copenhagen / 4 de mayo, 2023.- Hace millones de años, una bacteria única encontró su camino hacia la superficie de un tubérculo, quizás en algún lugar de América Central o del Sur. Catalizó una especie de crecimiento de largas raíces. Un día, una de las raíces brotó y se convirtió en una nueva planta con nuevas características.
Esta es la historia abreviada de cómo surgió uno de nuestros cultivos más antiguos. Una planta cuyos tubérculos ahora conocemos como camotes o boniatos. El té y muchas otras plantas han sufrido transformaciones similares. Lo que tienen en común es que recibieron nuevos genes y características de Rhizobium rhizogenes, una bacteria con la habilidad especial de transferir sus genes a las plantas huésped y, al hacerlo, transformarlas genéticamente.
«Esta increíble bacteria puede insertar algunos de sus genes en las plantas en un proceso llamado transformación. Esto puede ofrecer una gama de nuevas ventajas y, en ocasiones, algunas desventajas. Como investigadores, podemos recrear y acelerar este proceso y seleccionar los mejores resultados para producir plantas con flores mejoradas, cultivos, alimentos y mucho más de una manera muy natural, tal como lo hizo la naturaleza hace millones de años», explica Henrik Lütken, del Departamento de Ciencias Ambientales y Vegetales de la Universidad de Copenhague.
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A Lütken le gusta referirse a Rhizobium rhizogenes como su «bacteria favorita», y trabajar con su mejor amigo bacteriano le ha dado frutos en forma de resultados tangibles y posibilidades aún mayores para el futuro. Entre otras cosas, su equipo de investigación ha utilizado la bacteria para mejorar plantas de kalanchoe en macetas que sean más compactas, una característica deseada por el sector hortícola.
«Convencionalmente, se han utilizado inhibidores químicos del crecimiento para lograr los mismos resultados, pero con la ayuda de esta bacteria y sus genes, hemos desarrollado plantas en las que estos rasgos son inherentes. De hecho, ahora están listas para salir al mercado», dice. Henrik Lütken.
Transformaciones naturales en té, tabaco y arroz.
Los investigadores descubrieron una serie de plantas que contienen los llamados genes loci (función) oncogénicos de la raíz. Estos genes se originan en la bacteria Rhizobium rhizogenes y se introdujeron en una amplia variedad de plantas hace millones de años.
Esto ocurrió en un proceso natural en el que las raíces peludas lograron fomentar nuevas plantas usando solo las hormonas que se encuentran en las plantas mismas.
Varias de las plantas que experimentan esta transformación natural se encuentran entre nuestros cultivares de alimentos más antiguos, incluida la batata, que ha sido cultivada por humanos durante aproximadamente 10,000 años.
Otros ejemplos incluyen el té, el tabaco y el arroz, así como plantas nativas de Dinamarca y el norte de Europa, como la verónica de campo verde (Veronica agrestris) y el lino de sapo (Linaria vulgaris).
La resistencia a la sequía puede ayudar a los cultivos de la Unión Europea
Mientras trabajaba con las plantas en macetas, Lütken y su equipo de investigación notaron que las plantas transformadas también tenían muchas más raíces y más largas, lo que generó una hipótesis: tal vez los genes bacterianos podrían ayudar a que las plantas sean más resistentes a la sequía.
«Ahora estamos en el proceso de probar esto en un proyecto de ‘experimento Villum‘, probando plantas silvestres y alteradas naturalmente en un experimento de sequía», explica Lütken.
Los resultados podrían resultar importantes. El cambio climático ya ha puesto bajo presión a una amplia variedad de cultivos en el sur de Europa y la UE sigue cerrada a los cultivos modificados genéticamente.
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Si se mantienen las políticas europeas anti-OGM, Rhizobium rhizogenes podría ayudar a acelerar un desarrollo más natural de cultivos resistentes a la sequía, ya que el método no altera la genética natural de la bacteria. Por lo tanto, no se incluye en las definiciones de OGM.
«Hasta ahora, hemos logrado resultados positivos en las transformaciones de raps, donde, a pesar de los rendimientos ligeramente más bajos, creemos que mejores aceites y sistemas de raíces fortalecidos harán que la planta sea más resistente a la sequía. El raps es un cultivo extenso e importante en Dinamarca. Sin embargo, hay cultivos del sur de Europa con los que también podría ser interesante trabajar», dice Henrik Lütken.
Uno de ellos es la ensalada de rúcula, un importante cultivo de invierno en Italia y otros países europeos propensos a la sequía. En los últimos años, la planta ha estado bajo presión climática como resultado de la disminución de las precipitaciones. Según Lütken, dado que la ensalada de rúcula está relacionada con el raps puede haber buenas oportunidades para desarrollar versiones resistentes a la sequía de la planta picante usando su bacteria favorita.
Hechos: ¿Transgénico o no?
Las plantas transgénicas convencionales se desarrollan con la ayuda de bacterias que se utilizan para insertar genes distintos a los suyos. Como el método que usa Rhizobium rhizogenes solo transfiere los genes propios de la bacteria, no está incluido en la definición de la UE de lo que es un OGM o transgénico.
Agita la comprensión de los OGM
Los humanos han estado modificando los rasgos de las plantas durante miles de años. Considere la gran variedad de deliciosas manzanas disponibles para nosotros, cuyo origen fue una pequeña fruta agria que nadie disfrutaba al tomar un bocado hace decenas de miles de años. Al cultivar y cruzar los especímenes más grandes, bonitos y sabrosos, los humanos cambiaron gradualmente los manzanos para adaptarse a sus necesidades y gustos. En los últimos tiempos, los OGMs se han convertido en un enfoque más rápido y, algunos dirían, más radical.
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«Las transformaciones con la bacteria Rhizobium rhizogenes pueden caer en algún punto intermedio. Los genes de la bacteria aceleran los cambios que podemos hacer, por lo que es básicamente un proceso natural acelerado. Aunque aquí, el proceso es silvestre, y uno en el que surgen rasgos tanto buenos como malos. Los buenos especímenes se pueden cultivar y cruzar entre sí para finalmente quedar con plantas caracterizadas predominantemente por sus rasgos ventajosos «, dice Lütken.
Hechos: la bacteria actúa por sí misma
Según Henrik Lütken, la bacteria transfiere sus genes a las plantas porque las excrecencias, que son el resultado inmediato, son raíces peludas que sobresalen y desarrollan nutrientes para que la bacteria viva.Cómo y por qué bacterias como Rhizobium rhizogenes pueden insertar genes en organismos tan distantes de ellos, como las plantas, es un área activa de investigación con muchas preguntas sin respuesta. Sin embargo, entre otras cosas, está claro que Rhizobium rhizogenes no puede transferir sus genes a los humanos.
Ya consumimos alimentos cuyos genes han sido influenciados evolutivamente por Rhizobium rhizogenes y el método ya ha dejado su huella en los alimentos. Sin embargo, Henrik Lütken destaca que pasar de las plantas en maceta a los productos alimenticios es un gran paso que debe gestionarse adecuadamente.
«Este método cambia la forma en que designamos algo como OGM/transgénico o no. Empuja los límites y hace que todo el asunto sea menos blanco o negro. A un plazo un poco más largo, hay claramente perspectivas para los cultivos alimentarios, pero a medida que pasamos de las plantas ornamentales a las plantas para la alimentación, es crucial que nos comuniquemos bien tanto con las autoridades públicas como con otras partes interesadas. Es importante que todo se verifique de forma generalizada», dice.
Cómo lo hacen los investigadores: una fecha concertada
Los esquejes de plantas esterilizados, limpios de cualquier otra bacteria, se sumergen (inoculan) en una solución líquida con la bacteria. Después de un par de días, la bacteria ha insertado sus genes, tal como lo hace de forma natural, para su propio beneficio. Esta es la parte conocida como transformación. Entonces es el momento de eliminar la bacteria para que no se apodere de ella y acabe dañando la planta.Eventualmente, comienzan a crecer raíces peludas, que se pueden cortar y hacer crecer más. Luego se agregan hormonas a estas raíces para «persuadirlas» de que crezcan brotes. Estas hormonas ya existen en la planta, pero al cambiar el equilibrio, se puede ayudar a las raíces en el proceso. Finalmente, los pequeños brotes se plantan en el suelo, donde se convierten en nuevas plantas.