Un equipo de la Universidad Nacional de Chonnam, en Corea del Sur, identificó que el gen OsFeSOD3 cumple una doble función: ayuda a reducir el daño celular causado por sequía y, al mismo tiempo, participa en el desarrollo de los cloroplastos, estructuras esenciales para la fotosíntesis. En ensayos de dos temporadas, plantas de arroz con mayor expresión de este gen lograron entre 33% y 42% más rendimiento de grano bajo condiciones de sequía frente a plantas silvestres
ChileBio / 25 de junio, 2026.- Frente al avance de la sequía y otros estreses ambientales que afectan la productividad agrícola, la ciencia continúa identificando genes clave que podrían ayudar a desarrollar cultivos más resilientes. Un nuevo estudio en arroz apunta precisamente en esa dirección: investigadores de la Universidad Nacional de Chonnam, en Corea del Sur, identificaron un gen llamado OsFeSOD3 que cumple una doble función en la planta, al contribuir tanto a la tolerancia al estrés como al desarrollo normal de los cloroplastos.
Los cloroplastos son las estructuras celulares donde ocurre la fotosíntesis, proceso central para el crecimiento vegetal y la producción de biomasa. Sin embargo, bajo condiciones de sequía, estos organelos pueden verse afectados, disminuyendo la eficiencia fotosintética y, en consecuencia, el rendimiento de los cultivos.
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El equipo liderado por el profesor Geupil Jang encontró que OsFeSOD3 codifica una enzima de tipo superóxido dismutasa de hierro localizada en los cloroplastos. Este tipo de enzimas participa en la neutralización de especies reactivas de oxígeno, conocidas como ROS por sus siglas en inglés, moléculas que pueden acumularse en las plantas cuando enfrentan condiciones de estrés.
Según explicó el profesor Jang, “el desarrollo de los cloroplastos es altamente sensible a estreses ambientales como la sequía, y esta sensibilidad está estrechamente asociada con la inhibición del crecimiento y la reducción del rendimiento bajo condiciones de estrés”.
Mediante análisis genéticos y visualización en tiempo real de la dinámica de ROS dentro de las células, los investigadores observaron que la acumulación de estas moléculas inducida por sequía comienza principalmente en los cloroplastos antes de extenderse al resto de la célula. Al aumentar la expresión de OsFeSOD3, las plantas redujeron los niveles de ROS en los cloroplastos, limitaron el daño celular general y mostraron mayor tolerancia a la sequía.
Pero el hallazgo fue más allá de su función antioxidante. El estudio también reveló que la proteína OsFeSOD3 actúa como componente del complejo PEP —polimerasa de ARN codificada por plastidios—, una maquinaria molecular esencial para la expresión génica y el desarrollo de los cloroplastos. A través de interacciones directas con otras proteínas de este complejo, OsFeSOD3 ayuda a regular la biogénesis de los cloroplastos, conectando la protección frente al estrés con el mantenimiento de la capacidad fotosintética.
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Para evaluar la relevancia agrícola del descubrimiento, el equipo realizó ensayos durante dos temporadas de cultivo. Las plantas de arroz diseñadas para sobreexpresar OsFeSOD3 produjeron entre 33% y 42% más rendimiento de grano bajo condiciones de sequía en comparación con plantas silvestres. Este aumento se explicó principalmente por una mejor tasa de llenado de grano y un mayor número de granos.
En contraste, plantas de arroz en las que el gen OsFeSOD3 fue inactivado mediante tecnología CRISPR-Cas9 presentaron defectos severos en los cloroplastos, hojas albinas y detención del crecimiento, lo que confirma el rol esencial de este gen en el desarrollo normal de la planta.
Los resultados son especialmente relevantes porque el mejoramiento vegetal suele enfrentar un desafío complejo: aumentar la tolerancia al estrés sin sacrificar productividad. En este caso, OsFeSOD3 aparece como un blanco genético prometedor porque integra ambos aspectos: protección celular frente a condiciones adversas y soporte de la maquinaria fotosintética.
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“Nuestros hallazgos sugieren que OsFeSOD3 sirve como un regulador bifuncional que coordina el metabolismo de ROS en cloroplastos y la biogénesis de cloroplastos en arroz”, concluyó Jang.
A medida que la sequía, las olas de calor y otros eventos climáticos extremos se vuelven más frecuentes, comprender genes como OsFeSOD3 podría contribuir al desarrollo de cultivos capaces de mantener productividad bajo condiciones ambientales difíciles. Aunque estos resultados corresponden a investigación experimental en arroz, el estudio entrega nuevas pistas sobre cómo la biotecnología y el mejoramiento genético pueden aportar herramientas para fortalecer la seguridad alimentaria en regiones vulnerables al cambio climático.
- Estudio: https://dx.doi.org/10.1111/pbi.70508