La investigadora de Penn State, Sally Mackenzie, en realidad no se propuso asustar a la soja. Pero eso es lo que hizo cuando silenció el gen MSH1 de las plantas. Aunque las plantas crecían en perfectas condiciones, de repente sintieron que se enfrentaban a una amplia variedad de factores estresantes a la vez:sequía, frío y calor extremos, altos niveles de luz y más. Las plantas reaccionaron amplificando las respuestas genéticas para lidiar con el estrés. Luego, cuando Mackenzie cruzó esas plantas con el stock original, la progenie "recordó" el estrés de las plantas madre y creció más vigorosa, resistente y productiva. El descubrimiento tiene implicaciones importantes para el cultivo de plantas preparadas para climas extremos.
Una década en desarrollo
Mackenzie descubrió el gen MSH1 hace aproximadamente una década. Es algo que tienen todas las plantas, pero en ese momento no se dio cuenta de su importancia.
"Recientemente, por casualidad, descubrimos que después de reemplazar el gen MSH1, la planta tiene un 'recuerdo' de ese estrés, y por memoria me refiero a que sus características de crecimiento son muy diferentes de las de la planta con la que comenzamos", dijo. "Y recordará el estrés generación tras generación, siempre y cuando no hagamos ningún cruce y lo mantengamos en el mismo linaje".
Las plantas que "detectan" el estrés después de que se silencia el gen MSH1 pueden ajustar su crecimiento y cambiar la configuración de la raíz, limitar la biomasa aérea, retrasar el tiempo de floración y alterar su respuesta a los estímulos ambientales. Esas respuestas se "recuerdan", informan los investigadores, y se transmiten en la crianza selectiva a través de muchas generaciones.
Como parte de su investigación reciente, las plantas derivadas de cruces con las plantas de frijol de soya "memoria" se cultivaron a gran escala en cuatro condiciones de campo diferentes en cuatro ubicaciones muy separadas en Nebraska. Eran más vigorosas, de mayor rendimiento y mejor adaptadas a su entorno que las plantas de soja típicas.
“Lo que significa”, dice Mackenzie, “es que podemos tomar nuestras mejores variedades de cultivos y posiblemente sacarles más provecho y hacerlas más resistentes con una manipulación bastante sencilla”, dijo. “Vimos una mejora significativa en el rendimiento y el crecimiento, lo cual es inesperado porque no introdujimos ningún gen nuevo. Simplemente cambiamos la forma en que se expresan. Y de repente, tuvimos un aumento del 13 al 14 por ciento en el rendimiento de la soja”.
Mackenzie sugiere que todas las plantas tienen esta capacidad y que "es probable que la condición que describimos sea una parte importante de cómo las plantas transmiten la memoria de su entorno para preacondicionar la progenie". Su equipo eligió trabajar con soya porque es la leguminosa más cultivada en el mundo y la segunda en importancia económica después de las gramíneas. Pero también han comenzado a trabajar con otras plantas.
¿Por qué nos importa?
Este trabajo tiene implicaciones significativas para el fitomejoramiento. A diferencia de los Organismos Modificados Genéticamente, no se inserta nuevo material genético en la planta. Más bien, esta técnica es "epigenética" que involucra la expresión de genes existentes.
También tiene implicaciones significativas para nuestra capacidad de cultivar alimentos en climas que pueden volverse más duros en el futuro. Es posible que podamos producir pastos, granos y legumbres más tolerantes al calor y la sequía. De hecho, Mackenzie ha seguido esta línea de investigación en un esfuerzo por mejorar la seguridad alimentaria en todo el planeta.
En lugares como Siria y el Líbano que han sido tan golpeados por el cambio climático y la guerra que no pueden producir sus propios alimentos, esto será especialmente importante, señaló.
“Si comienzas a sumar países que realmente no tienen seguridad alimentaria, da miedo”, dijo Mackenzie. “Porque si no pueden alimentar a su propia gente, ¿quién lo va a hacer? No es razonable pensar que podemos aumentar nuestra producción de alimentos en este continente para gestionar todo eso. De una forma u otra, tenemos que encontrar formas de producir alimentos en esos entornos difíciles y recalcitrantes”.
¡Manténganse al tanto! Buscaré ejemplos del uso de esta técnica en beneficio de los ganaderos en el futuro.
Esta historia se extrajo de dos comunicados de prensa de Penn State: Las plantas transmiten la "memoria" del estrés a algunos descendientes, haciéndolas más resistentes t y ‘Asustar’ la soya en modo defensivo produce mejores plantas una generación más tarde.
