Identifican genes que dotan a la caña de azúcar de una mayor resistencia contra la sequía

La falta de disponibilidad de agua durante el desarrollo de la caña de azúcar constituye un tipo de estrés ambiental que genera importantes efectos negativos sobre esta planta. Con el objetivo de dotarla de una mayor resistencia al estrés hídrico, científicos de diversas instituciones de Brasil han intentado desarrollar durante los últimos años variedades de caña de azúcar mejor adaptadas las condiciones de sequía.

Un grupo de investigadores del Instituto de Biología de la Universidad de Campinas (Unicamp), en colaboración con pares del Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB), de Bélgica, encabezados por el investigador Dirk Inzé, ha dado un importante paso en este sentido. Los científicos identificaron un conjunto de cinco genes que, al activarse permanentemente, pueden dotar a la caña de azúcar de una mayor tolerancia contra la sequía.

Los resultados de este estudio, llevado a cabo con el apoyo de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo-FAPESP en el marco del Programa FAPESP de Investigaciones en Bioenergía (BIOEN), se dieron a conocer durante una conferencia dictada el pasado 8 de octubre en la FAPESP Week Belgium. Este evento, que tuvo lugar en el Centro Belga de Cómics, estuvo organizado por la FAPESP junto a las siguientes organizaciones belgas: F.R.S.-FNRS, el Departamento de Economía, Ciencia e Innovación (EWI), la Fundación de Investigación – Flandes (FWO) y la Wallonie-Brussels International (WBI).

“Remitimos la patente de esos genes el mes pasado. Y ahora pretendemos analizarlos en plantas transgénicas de caña de azúcar. Luego se los licenciaremos a empresas interesadas”, declaró Marcelo Menossi Teixeira, docente del IB-Unicamp y coordinador del proyecto.

Caña de azúcar. (Foto: Eduardo Cesar/Pesquisa FAPESP)

La investigación que resultó en la identificación de los genes se puso en marcha en 2007. Ese año, un grupo de científicos del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (IQ-USP) coordinado por la profesora Gláucia Mendes Souza comenzó un estudio tendiente a analizar genes expresados en una variedad de caña de azúcar plantada en el estado brasileño de Alagoas, en el nordeste del país, en condiciones de sequía. El equipo del profesor Laurício Endres, de la Universidad Federal de Alagoas, se encargó de llevar a cabo ese experimento.

Los análisis de la expresión génica revelaron la existencia de centenas de genes expresados de manera distinta en la caña de azúcar y con respuesta al estrés hídrico. Al caracterizarlos, los investigadores detectaron que algunos de esos genes se encontraban más activados.

Dado que tardarían varios años para confirmar en campo el rol de los genes candidatos en variedades transgénicas de caña de azúcar, los investigadores pusieron en práctica la idea de testear algunos de dichos genes en tabaco, el cual también se planta en condiciones de sequía. Sucede que esta especie tarda tan sólo entre siete y ocho meses para crecer, y su manipulación resulta más fácil en comparación con la caña de azúcar, explicó Menossi.

Mediante una colaboración con pares belgas, los investigadores brasileños también pusieron a prueba los genes en mostaza silvestre (Arabidopsis thaliana), una planta muy empleada como modelo en estudios genéticos.

Los análisis de las plantas transgénicas cultivadas con los genes sobreexpresados confirmaron que los mismos dotaban de una mayor resistencia al estrés oxidativo y a la sequía.

“Constatamos que la caña de azúcar activa estos cinco genes cuando se encuentra en condiciones de estrés hídrico con el fin de protegerse contra tal situación de sequía”, afirmó Menossi.

“Nuestra idea consiste en efectuar modificaciones genéticas en la planta, de manera tal de activar permanentemente esos genes, y así dejar a la planta preparada para una situación de sequía, es decir: que exhiba un mejor desempeño en tales condiciones”, sostuvo.

En pruebas de laboratorio, los investigadores confirmaron que variedades transgénicas de caña de azúcar con algunos de esos genes en constante estado de activación exhibieron una mayor tolerancia a la sequía.

“Nuestro objetivo consiste en obtener una caña de azúcar transgénica capaz de soportar largos períodos de tiempo sin irrigación y que muestre un rápido crecimiento”, dijo Menossi. (Fuente: AGENCIA FAPESP/DICYT)