China desarrolla la edición genética para reducir altura de plantas de maíz

Científicos y especialistas de China han desarrollado una técnica de edición genética para reducir la altura de las plantas de maíz, lo que permite crear variedades compactas y de alta densidad, resistentes al encamado, de acuerdo con un estudio publicado en la revista científica Biotechnology Journal. El maíz, el cereal más producido en el mundo, es crucial para la seguridad alimentaria mundial. Aunque el aumento de la densidad de plantación es una estrategia clave para incrementar el rendimiento, los avances en el desarrollo de plantas más cortas y resistentes se han visto limitados por la falta de recursos genéticos.

La investigación, realizada por el Instituto de Investigación de Biotecnología de la Academia de Ciencias Agrícolas de China, en colaboración con la Universidad Agrícola de Anhui y la Universidad Agrícola del Sur de China, se centró en modificar el gen Br2 mediante edición génica dirigida. Los científicos diseñaron un vector "knockout", que desactivó o eliminó este gen específico, e identificaron siete líneas transgénicas con distintas mutaciones en variedades endogámicas de maíz.

Los experimentos de hibridación demostraron que todos los 28 descendientes híbridos derivados de cruces con líneas endocriadas de élite produjeron progenie enana. Para acelerar la producción, el equipo desarrolló un sistema de edición del genoma mediado por un inductor haploide, que permite la conversión de plantas haploides editadas en líneas dobles haploides estables en dos generaciones. Tres líneas endocriadas de élite tratadas con el sistema exhibieron reducciones significativas en la altura de las plantas.

''Este método permite modificar de forma rápida y precisa la altura de las plantas en diferentes contextos genéticos," afirmó Wang Baobao, autor correspondiente del estudio e investigador de la academia. ''Proporciona un apoyo técnico fundamental en la obtención de variedades de maíz optimizadas para una siembra densa y una mayor resistencia al encamado."

¿Qué es el encamado en el maíz?

El encamado del tallo se define generalmente como la rotura del tallo del maíz debajo de la mazorca (choclo) después de la madurez fisiológica, lo que dificulta la cosecha y puede reducir el rendimiento cosechable. Hay varios factores que pueden contribuir al encamado de los tallos del maíz, pero generalmente se asocia con una combinación de tallos debilitados debido a algún tipo de estrés durante el llenado del grano y patógenos de pudrición del tallo que posteriormente invaden los tallos debilitados.

El clima severo durante el período de secado puede ser una causa principal o contribuyente del encamado de los tallos. En muchos casos, los tallos que ya están débiles se rompen con vientos fuertes y lluvia. De ahí que el factor 'altura' del maíz es clave para intentar disminuir los riesgos de encamado en maíz. La alimentación con insectos, en particular la del barrenador europeo del maíz de segunda generación, puede ser una causa de encamado del tallo, pero ahora es mucho menos común debido a la amplia adopción del maíz Bt (un tipo de maíz transgénico).

Los problemas de encamado de tallos a menudo se originan por el estrés durante el llenado del grano que aumenta la cantidad de carbohidratos removilizados de los tallos y las raíces. Tras una polinización exitosa, el desarrollo de las mazorcas exige una gran cantidad de carbohidratos a la planta. Cuando las demandas de los granos en desarrollo superan el suministro producido por las hojas, se utilizan las reservas de almacenamiento del tallo y la raíz.

El estrés ambiental que disminuye la cantidad de fotosintato o energía producida por la planta puede obligarla a extraer porcentajes aún mayores de carbohidratos del tallo, lo que preserva las tasas de llenado del grano a expensas de la calidad del tallo, debilitándolo. Aunque los patógenos juegan un papel clave en el desarrollo de la pudrición del tallo, es principalmente la incapacidad de la planta de proporcionar suficiente fotosintato a la mazorca en desarrollo lo que inicia el proceso.

La disminución de las tasas fotosintéticas debido al estrés por sequía ha sido bien documentada. Las relaciones hídricas dentro de la planta y el intercambio de CO2 y oxígeno se ven directamente afectados. Además, si el enrollamiento de las hojas se produce durante la sequía, se reduce la superficie foliar efectiva para la recolección de luz solar. Todo esto tiende a debilitar al tallo.