Cómo se obtienen las plantas transgénicas

Última actualización: 3 de septiembre de 2026

Una planta transgénica no nace de un único experimento. Detrás de cada evento que llega a evaluación avanzada hay una secuencia larga de decisiones: elegir una característica útil, encontrar el gen asociado, diseñar una construcción genética que funcione en la planta, introducirla en células vegetales, recuperar plantas completas, caracterizar el evento, llevarlo a variedades agronómicas y someterlo a ensayos y revisiones de bioseguridad.

La transformación vegetal suele resumirse como la entrega de ADN a una célula y la regeneración de esa célula en una planta completa. Esa definición es correcta, pero deja fuera algo importante: cada etapa actúa como un filtro. Muchas células no se transforman, muchas plantas candidatas no expresan bien el rasgo, y muchos eventos no cumplen los criterios necesarios para avanzar. Por eso, obtener una planta transgénica útil no es solamente insertar un gen; es encontrar un evento estable, heredable, funcional y evaluable [1,2,3].

Del gen al cultivo: una tecnología de varias etapas

El proceso puede variar según la especie, el rasgo buscado y el sistema regulatorio del país. Aun así, en la mayoría de los desarrollos transgénicos se reconocen etapas comunes:

Esta secuencia ayuda a entender por qué el desarrollo de un cultivo transgénico puede tomar años. En publicaciones sobre desarrollo de productos biotecnológicos agrícolas se describe como un proceso largo, complejo y de alta demanda técnica, que va desde el descubrimiento del rasgo hasta la autorización comercial [5].

Paso 1: elegir el rasgo y encontrar el gen de interés

Todo parte de una pregunta agronómica concreta: ¿qué problema se quiere resolver? Puede ser el daño causado por un insecto, una enfermedad viral, una maleza difícil de controlar, una deficiencia nutricional, una pérdida de calidad poscosecha o una limitación productiva asociada al estrés hídrico, salino o térmico.

Una vez definido el objetivo, los investigadores buscan genes capaces de producir la característica deseada. Esa búsqueda puede apoyarse en bases de datos genómicas, estudios de función génica, literatura científica, comparación entre especies y análisis bioinformáticos. En algunos casos, el gen proviene de una bacteria del suelo; en otros, de un virus, de otra planta o de un organismo con una función biológica especialmente útil para el rasgo buscado.

El maíz Bt es un ejemplo clásico: el punto de partida fue la identificación de genes cry de Bacillus thuringiensis, una bacteria que produce proteínas activas contra ciertos grupos de insectos. La idea agronómica no era “hacer una planta bacteriana”, sino aprovechar una función molecular específica para proteger el cultivo frente a determinadas plagas.

Paso 2: construir el transgén para que funcione en la planta

Identificar un gen no basta. Para que una secuencia pueda operar dentro de una planta, debe organizarse en una construcción genética funcional, habitualmente llamada casete de expresión. Esta construcción es la unidad que permite que el gen sea leído por la maquinaria celular vegetal.

Un casete de expresión suele incluir tres componentes principales:

• un promotor, que funciona como un interruptor y define en qué tejido, en qué momento y con qué intensidad se expresará el gen;
• la secuencia codificante del gen de interés, que contiene la información para producir la proteína o molécula funcional;
• un terminador, que indica el final de la transcripción.

La elección del promotor no es un detalle menor. Un promotor constitutivo puede activar el gen en gran parte de la planta; uno específico de tejido puede limitar la expresión a semillas, raíces, hojas o frutos; uno inducible puede responder a una condición particular, como estrés, temperatura o presencia de un patógeno. En los últimos años, el diseño de promotores sintéticos se ha vuelto un área activa, precisamente porque permite controlar con mayor fineza la expresión de genes en rutas metabólicas o respuestas vegetales complejas [4].

En muchos protocolos también se incorpora un gen marcador de selección. Su función es práctica: permite distinguir las células que incorporaron el ADN de aquellas que no lo hicieron. Históricamente, los marcadores han sido herramientas fundamentales para recuperar células transformadas de manera eficiente, aunque existen estrategias para eliminarlos posteriormente o desarrollar eventos sin marcadores en el producto final [1,3].

Paso 3: introducir el ADN en células vegetales

La transformación propiamente tal consiste en llevar el constructo genético hasta células vegetales capaces de regenerar una planta completa. Esta etapa tiene dos desafíos separados: entregar el ADN y recuperar una planta a partir de la célula transformada. En algunas especies ambos pasos son relativamente eficientes; en otras, especialmente en ciertos cultivos leñosos, gramíneas o variedades élite, uno de ellos puede ser el principal cuello de botella [1,2,10].

Transformación mediada por Agrobacterium

El método más usado aprovecha una habilidad natural de Agrobacterium tumefaciens, una bacteria del suelo capaz de transferir parte de su ADN a células vegetales. En la naturaleza, esa transferencia puede provocar tumores vegetales. En biotecnología, la bacteria se “desarma”: se eliminan los genes responsables de la enfermedad y se reemplazan por el casete de expresión que se quiere introducir [1,3,12].

El procedimiento suele comenzar con explantes vegetales, como trozos de hoja, embriones inmaduros, cotiledones o tejidos meristemáticos. Estos explantes se incuban con una cepa modificada de Agrobacterium, que transfiere el T-DNA hacia las células vegetales. Luego se elimina la bacteria, se seleccionan las células transformadas y se intenta regenerar una planta completa.

Durante años, muchas monocotiledóneas fueron consideradas difíciles de transformar mediante Agrobacterium. Hoy existen protocolos eficientes para varios cereales, pero la respuesta sigue dependiendo mucho del genotipo, del tipo de explante, de la cepa bacteriana y del sistema de regeneración disponible. Por eso, incluso dentro de una misma especie, una variedad puede ser mucho más fácil de transformar que otra [1,2].

Biobalística o bombardeo de micropartículas

Otra vía importante es la biobalística, también conocida como cañón génico. En este método, el ADN se adhiere a micropartículas de oro o tungsteno, que son impulsadas a alta velocidad hacia tejidos vegetales. Algunas partículas atraviesan la pared celular y permiten que el ADN llegue al interior de la célula, donde puede integrarse en el genoma [3,6].

La biobalística ha sido especialmente útil en especies o tejidos donde Agrobacterium no funciona bien, y también ha permitido transformar cloroplastos en ciertos sistemas. Su ventaja es que no depende de la interacción planta-bacteria. Su desventaja es que puede generar inserciones más complejas, con múltiples copias o fragmentos reordenados, por lo que la caracterización molecular posterior es especialmente importante.

Paso 4: seleccionar las células transformadas

Después de la transformación, la mayor parte de las células tratadas no habrá incorporado el transgén. Por eso se necesita un sistema de selección. Si se utilizó un marcador de resistencia, las células se cultivan en un medio que contiene el antibiótico o herbicida correspondiente; solo aquellas que incorporaron el casete de expresión sobreviven y siguen dividiéndose.

También pueden usarse genes reporteros, como GUS o proteínas fluorescentes, para visualizar si la transformación ocurrió. Estos sistemas no reemplazan por completo la caracterización molecular, pero ayudan a seguir el proceso durante las primeras etapas.

Esta etapa es una primera depuración. Permite recuperar tejido transformado, pero todavía no demuestra que se haya obtenido un buen evento. Una célula puede haber integrado el ADN de manera parcial, en varias copias o en una región poco conveniente del genoma. Por eso la selección es necesaria, pero no suficiente [1,3].

Paso 5: regenerar una planta completa

La regeneración es una de las razones por las que la transformación vegetal es técnicamente exigente. Una célula transformada debe volver a comportarse como una célula capaz de formar tejidos, órganos y finalmente una planta fértil. Para lograrlo, se cultiva en medios con combinaciones específicas de hormonas vegetales, principalmente auxinas y citoquininas, que inducen callo, brotes, raíces u otros procesos de organogénesis y embriogénesis somática [1,2].

Transformar una célula y regenerar una planta son problemas distintos. Hay especies donde el ADN puede entrar en la célula, pero la regeneración es ineficiente. En otras, la planta regenera bien, pero solo ciertos genotipos son transformables. Esta dependencia del genotipo sigue siendo uno de los principales obstáculos para aplicar biotecnología en muchos cultivos de interés agrícola [2,8,10].

Paso 6: caracterizar el evento de transformación

Una planta que sobrevivió a la selección no es todavía un evento listo para avanzar. Primero debe pasar por una caracterización molecular rigurosa. Esta etapa permite saber qué ocurrió realmente en el genoma de la planta.

Entre los análisis habituales se encuentran:

• confirmar la presencia del transgén mediante PCR, secuenciación u otras técnicas moleculares;
• determinar el número de copias insertadas;
• identificar el sitio o los sitios de inserción en el genoma;
• verificar que la secuencia esté íntegra y sin reordenamientos relevantes;
• medir la expresión del gen y de la proteína de interés;
• evaluar si el rasgo se hereda de manera estable en las generaciones siguientes.

Solo algunos eventos cumplen las condiciones necesarias para avanzar. En general, se prefieren eventos simples, estables, con expresión adecuada y sin interrupciones problemáticas en el genoma de la planta. Esta es la razón por la que se generan y analizan muchas plantas candidatas antes de escoger una o unas pocas para etapas posteriores [1,5].

Paso 7: llevar el evento a variedades comerciales

Los primeros eventos suelen obtenerse en genotipos que responden bien al cultivo de tejidos y a la transformación. Sin embargo, esos genotipos no siempre son las variedades que interesan a los agricultores. Para que el rasgo tenga valor productivo, debe incorporarse a germoplasma comercial competitivo.

Una estrategia clásica es el retrocruzamiento. El evento transgénico se cruza con una variedad élite, y durante varias generaciones se recupera la mayor parte del fondo genético de la variedad comercial, manteniendo el transgén. En otros casos, cuando el protocolo lo permite, se transforma directamente una variedad de interés agronómico.

Este paso es importante porque el rasgo transgénico no actúa en el vacío. Debe funcionar dentro de una planta que además tenga buen rendimiento, adaptación local, calidad comercial, sanidad y desempeño agronómico. Un evento molecularmente correcto no necesariamente será un buen producto agrícola si no se integra en una variedad adecuada.

Paso 8: evaluar en campo y someter a revisión regulatoria

Antes de que un cultivo transgénico pueda usarse comercialmente, debe evaluarse en condiciones controladas y luego en ensayos de campo. En estas pruebas se analiza si el rasgo funciona como se esperaba, si la planta mantiene un comportamiento agronómico adecuado y si no aparecen efectos no deseados relevantes.

La evaluación de bioseguridad considera distintos aspectos según el país y el uso previsto del cultivo. Puede incluir caracterización molecular, expresión de la proteína, composición nutricional, estabilidad genética, potencial de flujo génico, efectos sobre organismos no objetivo, comportamiento ambiental y seguridad alimentaria o para alimentación animal. El detalle regulatorio cambia entre jurisdicciones, pero el principio general es que el evento debe estar suficientemente caracterizado antes de una autorización [5,11].

Esta etapa explica por qué el desarrollo de un cultivo transgénico comercial no se mide solo en meses de laboratorio. Entre el descubrimiento del gen, la selección del evento, el desarrollo varietal, los ensayos y las revisiones regulatorias, el proceso puede extenderse por muchos años. La duración exacta depende del cultivo, del rasgo, del país y del tipo de autorización requerida [5].

La frontera actual: transformar más cultivos, más rápido y con menos cultivo de tejidos

La transformación vegetal ha avanzado mucho, pero todavía no es igual de eficiente en todas las especies. La dependencia del cultivo de tejidos, la dificultad para regenerar algunas plantas y la fuerte influencia del genotipo siguen limitando el uso de la biotecnología en numerosos cultivos. Por eso, una de las áreas más activas de investigación es desarrollar sistemas más simples, rápidos y menos dependientes de protocolos in vitro [6,8,10].

Una línea de trabajo utiliza genes reguladores del desarrollo, como BBM, WUS2, GRF-GIF u otros factores morfogenéticos, para aumentar la capacidad de regeneración de los tejidos transformados. Estos genes pueden mejorar la eficiencia en cultivos difíciles, aunque deben usarse con cuidado para evitar alteraciones no deseadas en el desarrollo de la planta [1,8].

Otra línea explora métodos de transformación in planta, en los que se intenta entregar el material genético directamente a tejidos con alta capacidad regenerativa. El método RAPID, por ejemplo, aprovecha la regeneración activa de ciertos tejidos y entrega Agrobacterium en meristemos o tejidos nacientes, permitiendo obtener transformantes estables mediante propagación vegetativa en algunas especies [7].

También se investigan nanopartículas, nanotubos de carbono, sistemas magnéticos, vectores virales y otras estrategias de entrega. Estas tecnologías buscan superar barreras físicas como la pared celular y reducir la necesidad de cultivo de tejidos. Aún no reemplazan de manera general a los métodos clásicos, pero muestran hacia dónde se mueve el campo: transformar más especies, con menos dependencia del genotipo y con procesos más ágiles [6,8,9].

Bibliografía

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[2] Anjanappa, R. B., & Gruissem, W. (2021). Current progress and challenges in crop genetic transformation. Journal of Plant Physiology, 261, 153411. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jplph.2021.153411

[3] Su, W., Xu, M., Radani, Y., & Yang, L. (2023). Technological development and application of plant genetic transformation. International Journal of Molecular Sciences, 24(13), 10646. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms241310646

[4] Yasmeen, E., Wang, J., Riaz, M., Zhang, L., & Zuo, K. (2023). Designing artificial synthetic promoters for accurate, smart, and versatile gene expression in plants. Plant Communications, 4(4), 100558. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100558

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[7] Mei, G., Chen, A., Wang, Y., Li, S., Wu, M., Hu, Y., Liu, X., & Hou, X. (2024). A simple and efficient in planta transformation method based on the active regeneration capacity of plants. Plant Communications, 5(4), 100822. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.100822

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[9] Lv, Z., Jiang, R., Chen, J., & Chen, W. (2020). Nanoparticle-mediated gene transformation strategies for plant genetic engineering. The Plant Journal, 104(4), 880-891. DOI: https://doi.org/10.1111/tpj.14973

[10] U.S. Department of Energy. (2024). Overcoming Barriers in Plant Transformation: A Focus on Bioenergy Crops. DOE/SC-0215. U.S. Department of Energy Office of Science. DOI: https://doi.org/10.2172/2335710

[11] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. (2016). Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects. Washington, DC: The National Academies Press. DOI: https://doi.org/10.17226/23395

[12] Horsch, R. B., Fry, J. E., Hoffmann, N. L., Eichholtz, D., Rogers, S. G., & Fraley, R. T. (1985). A simple and general method for transferring genes into plants. Science, 227(4691), 1229-1231. DOI: https://doi.org/10.1126/science.227.4691.1229