Los científicos del Centro RIKEN para la Ciencia de Recursos Sostenibles CSRS han desarrollado cepas de arroz que son resistentes a la sequía en situaciones del mundo real. Publicado en Revista de biotecnología vegetal , el estudio informa que el arroz transgénico modificado con un gen del Arabidopsis la planta produce más arroz que el arroz no modificado cuando se somete al estrés provocado por la sequía natural. El estudio se llevó a cabo en colaboración con investigadores del Centro Internacional de Agricultura Tropical CIAT en Colombia y el Centro Internacional de Investigación Japonesa para Ciencias Agrícolas JIRCAS en Japón.
A medida que aumenta la cantidad de arroz necesaria para ayudar a alimentar a la población mundial, las consecuencias de la reducción de cultivos relacionados con la sequía son cada vez más graves. Los científicos de RIKEN y sus colaboradores abordaron este problema desarrollando cepas transgénicas de arroz que son más resistentes a la sequía.
Normalmente, las plantas se adaptan al estrés relacionado con la sequía al producir osmoprotectores, moléculas como azúcares solubles que ayudan a evitar que el agua salga de las células. La galactinol sintasa GolS es una enzima necesaria para producir uno de estos azúcares importantes llamados galactinol. En trabajos anteriores,Los científicos de RIKEN demostraron que Arabidopsis las plantas expresan el AtGolS2 gen en respuesta a la sequía y al estrés por salinidad.
"El Arabidopsis GolS2 el gen se identificó por primera vez con la investigación básica en RIKEN ", explica el científico de RIKEN, Fuminori Takahashi." Al usarlo, pudimos mejorar la resistencia al estrés relacionado con la sequía y aumentar el rendimiento de grano de arroz en condiciones de campo seco. Esta es unade los mejores casos modelo en los que el conocimiento de investigación básica se ha aplicado con éxito para investigar una resolución a un problema relacionado con los alimentos "
Para este estudio, crearon varias líneas de arroz transgénico brasileño y africano que sobreexpresan este gen, y con sus colaboradores del CIAT y JIRCAS, probaron qué tan bien creció el arroz en diferentes condiciones en diferentes años.
Los resultados fueron muy prometedores. Primero, cultivaron las diferentes líneas de arroz en condiciones de invernadero y mostraron que el arroz brasileño y africano modificado mostró niveles más altos de galactinol que el arroz control no modificado. Luego, probaron la tolerancia a la sequía durante elperíodo de crecimiento de plántulas porque este período a menudo se superpone con la sequía estacional. Para controlar con precisión esta parte del experimento, se llevó a cabo en un refugio de lluvia que les permitió crear artificialmente condiciones similares a la sequía. Después de tres semanas, las cepas modificadas habían crecidomás alto y mostró menos rodadura de las hojas, una respuesta común al estrés por sequía.
La tolerancia a la sequía se confirmó luego en la etapa reproductiva en tres ensayos de campo de lluvia en Colombia. Estos ensayos fueron durante diferentes estaciones y diferentes ubicaciones. Sin embargo, las líneas transgénicas en ambas especies de arroz mostraron un mayor rendimiento, mayor biomasa, menor laminación de hojas,y una mayor fertilidad que el arroz no modificado. Un examen más detallado mostró que cinco de las cepas más prometedoras tenían un mayor contenido relativo de agua durante las condiciones de sequía, y también usaban más luz para la fotosíntesis y contenían más clorofila.
Finalmente, probaron el arroz transgénico durante un período de tres años en diferentes entornos naturales. Nuevamente, varias de las cepas transgénicas mostraron un mayor rendimiento de grano bajo sequía natural leve y severa.
¿Cuándo podríamos ver este arroz útil en el mercado? Según Takahashi, la mayor barrera para la disponibilidad comercial es que utilizaron tecnología genéticamente modificada GM para generar el GolS2 arroz transgénico ". Ahora, hemos comenzado nuestro próximo proyecto de colaboración, en el que generaremos arroz útil sin tecnología GM. Puede llevar de 5 a 10 años alcanzar nuestro objetivo, pero debemos seguir presionando porque las sequías y el cambio climáticopodría empeorar en el futuro "
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Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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