Biotecnología

Desarrollan plantas que se defienden mejor de los insectos
Al introducir un gen de girasol en una planta de experimentación, científicos de la UNL obtuvieron plantas que son menos atacadas por los insectos. Esto permitiría disminuir el uso de insecticidas en los cultivos. Ese mismo transgén ya había mostrado conferir tolerancia a la sequía en cultivos de interés agronómico.

Todo comenzó de forma casual, cuando los expertos de la cátedra de Biología Celular y Molecular de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB - UNL) sufrieron una invasión de mosquitas en su cámara de cultivo. Allí se estaban realizando diferentes experimentos sobre plantas de Arabidopsis thaliana genéticamente modificadas con distintos genes vegetales para su estudio. Mientras los investigadores intentaban deshacerse de los insectos, notaron que las Arabidopsis modificadas genéticamente fueron atacadas en un grado mucho menor por las mosquitas, que las plantas no modificadas genéticamente.

Esas plantas modificadas genéticamente tenían en su estructura un gen extraído del ADN del girasol, que el grupo ya patentó como el HaHb4, el gen que confiere una alta capacidad de resistencia a la sequía. La observación casual disparó un nuevo estudio por el que los científicos comprobaron que el gen agregado también mantiene activos y alertas constantemente los mecanismos de defensa de las plantas.

El transgén HaHb4 fue patentado por la UNL, el Conicet y la empresa Bioceres en 2004, luego de años de estudio. El grupo de trabajo está integrado por los jóvenes investigadores Dr. Pablo Manavella y Dr. Carlos Dezar, bajo la dirección de la Dra. Raquel Chan.

El trabajo

Luego de la observación inicial, los investigadores se dieron a la tarea de descubrir por qué las plantas transgénicas no eran comidas por las moscas. "Pusimos larvas solamente con plantas modificadas, las dejamos que coman y las fuimos pesando diariamente. Las larvas que se alimentaban de plantas salvajes en paralelo tuvieron un desarrollo de peso normal, mientras que las que se alimentaban de las transgénicas no aumentaron de peso. Es decir que su desarrollo se detuvo", contó Manavella.

Las experiencias también mostraron que los insectos, cuando podían elegir, preferían comer las plantas salvajes. Las plantas cuentan con una serie de genes que "perciben" qué está pasando fuera, en el ambiente, y disparan diferentes señales de acuerdo a la situación. Esa primera señal desencadena un efecto dominó o cascada que le permite a la planta responder a la situación externa. "Los genes de la respuesta a los insectos y la tolerancia a la sequía generalmente van de la mano, porque cuando la planta está sufriendo evita que los insectos se la coman", señaló Manavella.

El fenómeno fue observado en plantas de experimentación que no tienen interés comercial, pero sirven para ensayar las respuestas del desarrollo vegetal a las condiciones medioambientales.

En cultivos

En una segunda etapa, los investigadores estudian si estas respuestas se repiten en especies diferentes. "Para eso, transformamos maíz y evaluamos qué pasaba. Al comparar los datos de las áreas de hojas comidas, se ve que los insectos comían alrededor de un 30% menos las plantas transgénicas que las salvajes", contó Chan.

"Entre el 90% y 100% de las larvas de oruga que poníamos a que coman llegaban al estadio adulto -que es cuando vuelve a poner huevos- en las plantas salvajes. Mientras que en las transgénicas sólo entre el 10% y 20% de las orugas llegaron a adultas", detalló.

"Estos valores hay que tomarlos con cuidado porque fue una instancia de experimentación donde el insecto no tenía otras alternativas para comer. Es probable que si uno tuviese las plantas transgénicas y el vecino no, el insecto vaya a comer las plantas del vecino", aclaró Manavella.

De todos modos, el poder disminuir de forma significativa la población de insectos en los cultivos tiene un fuerte impacto económico. Por un lado disminuye las pérdidas de cantidad y calidad en la producción, y por otro reduce el uso de insecticidas.

Actualmente se están haciendo ensayos en maíz, trigo y soja con resultados alentadores. La fase de reproducción de semillas está a cargo de la empresa Bioceres.

"Este gen es responsable de dos efectos diferentes y probablemente de otros porque está al principio de una cascada y dispara muchos efectos, tipo dominó", señaló la investigadora. Sin embargo, no hay que olvidarse de que al ser un gen natural de las plantas simplemente activa en forma aumentada la propia defensa de las plantas sin generar un mecanismo artificial.

Los genes poseen la información capaz de enviar señales que desencadenan funciones; al igual que un "interruptor" que dispara una reacción. "Lo que nosotros hacemos es tomar determinados genes, ponerlos en las plantas de forma de que estén muy expresados. Le ponemos un interruptor que hace que el gen, que normalmente sólo estaría "prendido' cuando hay una condición adversa, lo esté todo el tiempo", explicó Chan.

En las plantas salvajes, el ataque de un insecto provoca una respuesta sistémica que las pone en estado de alerta y desencadena los mecanismos de defensa. Por una parte, produce una sustancia -inhibidores de proteasa- que, si bien no son tóxicos, afectan el sistema digestivo de los insectos, retrasan su desarrollo lo que termina por matarlos.

Además activan mecanismos indirectos en los cuales interviene una hormona vegetal llamada ácido jasmónico. Liberando productos volátiles -que constituyen las señales del lenguaje entre plantas- le avisan a sus vecinas y a las otras hojas de la planta atacada.

La verificación del aumento del ácido jasmónico en las plantas transgénicas se hizo en el Instituto Max Planck de Jena, Alemania.

En las plantas a las que se les agregó el "gen de la sequía" el estado de alerta fue permanente y los mecanismos estuvieron prendidos constantemente. "Es como una lucha constante entre las plantas y los insectos, en la que al hombre le conviene que gane la planta, sobre todo en los cultivos agronómicos", comentó Manavella.

"El poder ver que este mecanismo de defensa se está reproduciendo al ponerle este gen en una planta como el maíz tiene una importancia biotecnológica fundamental. Y también biológica porque demostramos que hay una conservación de mecanismos entre especies que son muy distantes", indicó Chan.