Modificación genética en arroz mejora su rendimiento en 40%

Fue simple trabajo de copiar y pegar. Simple, decimos, aunque se trató de copiar un gen y “pegarlo” en el ADN de una variedad china de arroz, la Nipponbare, lo cual no es tan simple. Sin embargo, con este sencillo cambio, los investigadores consiguieron que este arroz genéticamente modificado que mejorara su rendimiento en 40%. La edición también mejoró la capacidad de fotosíntesis y de absorción de fertilizantes y produjo un florecimiento más rápido. 

En el estudio ‘A transcriptional regulator that boosts grain yields and shortens the growth duration of rice’, publicada en la Revista Science, se demuestra el poder mejorador de los llamados ‘genes reguladores’. Estos genes están involucrados en factores como el rendimiento o la fotosíntesis de una planta no están determinados por un solo gen, sino por muchos genes que interactúan para este fin. 

Por eso, el equipo liderado por Wenbin Zhou de la Academia China de Ciencias Agrícolas, rastreó más de 118 de estos genes reguladores en arroz y maíz, con el objetivo de identificar si alguno de estos genes se activa en plantas de arroz que crecen en suelo bajo en nitrógeno. La edición de estos genes podría aumentar la absorción de nutrientes en suelos normales, lo cual le daría un empujón a la planta para hacer más grano. 

De esta manera, encontraron 13 genes que se activaron en suelos bajos en nitrógeno, de los cuales cinco mostraron mejorar la absorción hasta en cuatro veces mayor del nutriente. El paso siguiente fue insertar uno de estos genes, el OsDREB1C, en las plantas de arroz Nipponbare, usualmente usada en investigación. Además, silenciaron este mismo gen en otras plantas de arroz. 

Lo que demostraron las pruebas en invernaderos es que las plantas sin este gen crecían menos que las plantas convencionales, mientras que aquellas con la copia del gen OsDREB1C crecía más rápido en semilleros y tenía raíces más largas.

Estas plantas de arroz genéticamente modificado también demostraron ser mejores en fotosíntesis pues, por un lado, tenían un tercio más de los organelos encargados de la función fotosintética en las celulas de sus hojas y cerca de un 38% más de una enzima clave en este proceso. 

El estudio se llevó a cabo durante tres años y este arroz editado genéticamente dio mayores rendimientos en tres lugares de China, en temperaturas que van desde templado a tropical.

Arroz genéticamente modificado para mejorar rendimientos de otras especies

Sin embargo, no fue la variedad Nipponbare de arroz la que mejoró en 40% su rendimiento, sino una variedad comercial. En las mismas pruebas en invernadero, esta variedad no solo produjo granos más grandes, sino más de ellos por vaina. 

Además, para demostrar el potencial de esta modificación genética, los investigadores también transfirieron el gen OsDREB1C a una variedad de trigo usada en investigación, en las que notaron el mismo tipo de efectos. Esto ocurre porque genes similares al OsDREB1C no solo están presentes en el arroz, sino en plantas como trigo o la famosa planta Arabidopsis. Esto siguiere que otros cultivos podrían beneficiarse de impulsos al rendimiento de esta modificación genética. 

Esta no es la primera vez que se logra mejorar el rendimiento de un cultivo con la edición de un solo gen, aunque un aumento tan drástico sí es la primera vez que se observa. De hecho, Matthew Paul, genetista de plantas en el Instituto Rothamsted, dijo a la revista Science: “no creo que haya visto algo similar a esto antes”.

Más información en: Supercharged biotech rice yields 40% more grain.

Conoce el estudio: A transcriptional regulator that boosts grain yields and shortens the growth duration of rice.