La tolerancia al zinc de las plantas podría aumentar con ingeniería genética

La tolerancia al zinc en las plantas es un mecanismo desarrollado por ellas a lo largo de su crecimiento. Sin embargo, puede potenciarse gracias al reciente hallazgo de un gen clave en la tolerancia a la toxicidad del zinc (Zn).

Científicos han encontrado solución en el gen TBR, el cual está involucrado en el crecimiento de los tricomas de las plantas, que son pequeños apéndices o crecimientos que parecen cabellos finos y sirven para protegerlas de la luz o rozaduras. 

Este gen le permite a las plantas manejar el exceso de zinc en el suelo. Aunque el zinc es un micronutriente fundamental para estas, puede representar un riesgo para el rendimiento del cultivo si se encuentra en altas concentraciones. 

Este avance de la biotecnología moderna representa una oportunidad para mejorar cultivos al identificar un lugar específico en el genoma de las plantas que las protege de metales como el zinc. Además, augura un futuro prometedor para la tolerancia a otros metales.

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Tolerancia al Zinc: Una necesidad para las plantas

El zinc es conocido por ser un micronutriente beneficioso en algunos alimentos, pero también puede ser perjudicial en niveles superiores al necesario. En las plantas, el exceso de zinc se refleja de inmediato, afectando tanto a agricultores como a consumidores por la pérdida de calidad y producción en los cultivos. 

Un exceso de Zinc en el suelo puede frenar el crecimiento de las plantas y cambiar la coloración de las hojas de verde a amarillo debido a la insuficiencia de clorofila, reduciendo así el rendimiento.

 

La tolerancia al zinc está más cerca

Aunque el papel de la composición de la pared celular de la raíz de la planta en la acumulación de Zinc es evidente, se sabe poco sobre los mecanismos genéticos y moleculares que la regulan. Por ello, los científicos se basaron en los mecanismos que las plantas han desarrollado para controlar la acumulación de Zinc. Uno de estos es un proceso que modifica la estructura de las moléculas de pectina, un componente de la pared celular que sirve de barrera de protección, para captar zinc adicional y evitar que este ingrese a la planta.

 Posteriormente, realizaron estudios del genoma para identificar los lugares específicos que desempeñan un papel en la tolerancia al zinc en las plantas. De los 21 lugares identificados, el equipo encontró que el gen TBR modula dicho proceso. Cuando el gen TBR está activo, hay un mayor almacenamiento de zinc en las paredes celulares de las plantas.

La modificación de los componentes de la pared celular de la raíz mejora la capacidad de acumular metales en exceso, lo que puede evitar que los metales entren en la planta y, por lo tanto, mejorar su tolerancia a la toxicidad de estos en el suelo. 

Al aumentar la tolerancia al zinc en las plantas, se abre la puerta a cultivos más resilientes y productivos en suelos con alta concentración de metales. Este progreso no solo promete mejorar el rendimiento de los cultivos, sino que también ofrece una estrategia innovadora para enfrentar los desafíos ambientales en la agricultura moderna.

Fuente: 
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50106-5#author-information