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Utilizan genes de tomate del desierto para hacer plantas resistentes a salinidad y sequía​

La investigación fue presentada en el 2° Encuentro Científico de Biología Vegetal y Biotecnología, organizado por el Doctorado en Ciencias mención en Ingeniería Genética Vegetal del Instituto de Ciencias Biológicas.

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Utilizan genes de tomate del desierto para hacer plantas resistentes a salinidad y sequía​


27 Julio 2018

“Estudio de la participación del tráfico vesicular en la tolerancia a estrés salino en tomate” fue el trabajo presentado por el académico Simón Ruiz durante el 2° Encuentro Científico de Biología Vegetal y Biotecnología, organizado por el Doctorado en Ciencias mención en Ingeniería Genética Vegetal del Instituto de Ciencias Biológicas (ICB).

El investigador, quien es el director del citado postgrado, se propuso como objetivo mejorar la tolerancia de las plantas a la sequía y al estrés por salinidad del suelo debido a la gran cantidad de terrenos del mundo contaminados con cloruro de sodio.

El proyecto intenta capturar la sal que inevitablemente toman las plantas de la tierra, haciendo que ésta se introduzca en la vacuola (órgano multifuncional que se encuentran en las células de plantas y hongos) de las células de la raíz y no en las partes aéreas de la planta como las hojas, tal y como lo realiza la planta de tomate Solanum chilensis, que crece en pleno Desierto de Atacama.

Actualmente, utilizando técnicas similares de ingeniería genética, el equipo ha logrado tener plantas de maíz tolerantes a la sequía que ya se encuentran patentadas por la Universidad y están en etapa de licitación para que empresas productoras puedan desarrollar estos ejemplares.

Por su parte, el director del ICB, Claudio Ramírez, contó que “este encuentro tuvo como propósito dar a conocer las investigaciones que se realizan en el Instituto e invitar investigadores extranjeros para que puedan mostrar su trabajo a estudiantes de programas de la UTALCA y de otras universidades con similares líneas de investigación”.

Metodología

Ruiz, explicó que “las células de la raíz tienen varias formas de atrapar el sodio, una de ellas es pasarlo con transportadores a nivel de la membrana que llega hasta el citoplasma para que lo puedan introducir dentro de la vacuola. Si bien, este mecanismo funciona, no es suficiente como para almacenar grandes cantidades de sodio en el interior de la vacuola, quedando mucha sal en el citoplasma enviado hacia las partes áreas como las hojas”.

“Por esto, hemos podido reconocer que se activa otro mecanismo que se genera en las plantas cuando están bajo condiciones de salinidad en el suelo, hacen endocitosis, es decir, incorporan grandes cantidades de nutrientes, entre ellos sodio, por lo que tratamos de que esas vesículas que se forman vayan todas camino hacia la vacuola y vacíen el sodio como un gran contenedor”, especificó Ruiz.

El mecanismo investigado se basa en sobreproducir el trabajo de estas vesículas que transportan nutrientes directamente hasta la vacuola y vacíen en el interior de esta toda la sal, no quedando disponible en el citoplasma y sin desplazarse a las partes aéreas de la planta. “Lo que hacemos es generar el conjunto de proteínas, la principal más las auxiliares, para que puedan ser muy eficientes en el traslado de vesículas cargadas de sodio y almacenar la sal en la raíz de la planta” añade Ruiz.

Tomate del desierto

El trabajo además de colocar la proteína principal y sus auxiliares de la planta del tomate, es capaz de sobreproducir las proteínas que logran reconocer la vesícula con la membrana de la vacuola.

Así, en total son ocho proteínas juntas funcionando a una alta eficiencia, lo que implica aislar los genes de cada una de estas, desde una especie de tomate altamente tolerante a la sal como la Solanum chilensis, con alta salinidad y estrés hídrico. Ellas trabajan con estas proteínas con alta capacidad y eficiencia.

Para realizar la prueba de concepto, se utilizó la planta Arabidopsis thaliana (planta modelo de rápido ciclo de vida). Una vez finalizado el proceso será llevado al tomate comercial, para que este pueda crecer en condiciones de suelo altamente salino y con deficiencia hídrica.



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