Madrid. Investigadores de la Universidad de Tokio editaron por primera vez ADN mitocondrial de plantas, herramienta para asegurar la diversidad genética de los cultivos y el suministro de alimentos.

El ADN nuclear se editó por primera vez a principios de la década de 1970; el material genético de cloroplasto, en 1988, y el mitocondrial animal en 2008. Sin embargo, en ningún caso se había logrado con éxito el de la planta.

Los investigadores utilizaron una técnica para crear cuatro nuevas líneas de arroz y tres nuevas líneas de canola.

Supimos que hubo éxito cuando vimos que la planta de arroz era más educada, tenía una profunda reverencia, señaló Shin-ichi Arimura, bromeando sobre cómo una planta de ese cereal fértil se dobla por el peso de las semillas.

Arimura es un experto en genética molecular de plantas en la Universidad de Tokio y dirigió el equipo de investigación, en colaboración con las universidades de Tohoku y Tamagawa, y cuyos resultados se publicaron en Nature Plants.

Punto débil

Los investigadores esperan usar la técnica para abordar la actual falta de diversidad genética mitocondrial en los cultivos, un punto débil potencialmente devastador en el suministro de alimentos.

En 1970, una infección por hongos llegó a las granjas de maíz de Texas y fue exacerbada por un gen en las mitocondrias de la semilla. Todo el producto en las granjas tenía el mismo gen, por lo que ninguno era resistente a la infección. Ese año se perdió 16 por ciento de toda la cosecha de Estados Unidos. El cereal con ese gen mitocondrial específico no se ha plantado desde entonces.

Todavía tenemos un gran reto porque hay muy pocos genomas mitocondriales de plantas utilizados en el mundo. Me gustaría usar nuestra capacidad para manipular el ADN mitocondrial de las plantas para agregar diversidad, sostuvo Arimura.

La mayoría de los agricultores no guardan semillas de su cosecha para replantarlas el siguiente año. Las plantas híbridas, la descendencia de primera generación de dos subespecies parentales genéticamente diferentes, suelen ser más resistentes y productivas.

Para garantizar que los agricultores tengan semillas híbridas de primera generación cada temporada, las empresas de suministro que las producen mediante un proceso de reproducción independiente, utilizando dos subespecies principales, una de las cuales no puede producir polen.

Infertilidad masculina

Los investigadores se refieren a un tipo común de infertilidad masculina en las plantas como la esterilidad masculina citoplasmática (CMS), fenómeno raro, pero natural, que se produce principalmente por los genes que no se encuentran en el núcleo de las células, sino en las mitocondrias.

Las judías verdes, betabel, zanahorias, maíz, cebollas, petunia, canola, arroz, centeno, sorgo y girasoles pueden cultivarse comercialmente utilizando subespecies parentales con infertilidad masculina de tipo CMS.

Las plantas utilizan la luz solar para producir la mayor parte de su energía, a través de la fotosíntesis en cloroplastos de pigmento verde. Sin embargo, la fama de los cloroplastos está sobrevalorada, según Arimura. La mayoría de las plantas no son verdes, sólo las hojas sobre el suelo. Muchas no tienen hojas durante la mitad del año, recordó.

Las plantas obtienen una porción significativa de su energía a través de la misma central eléctrica de la célula que produce energía en las mitocondrias. Sin ellas no hay vida, aclaró Arimura.

Las mitocondrias contienen ADN completamente separado del material genético principal de la célula, que se almacena en el núcleo. Es largo de doble hélice, heredado de ambos padres. El genoma mitocondrial es circular, contiene muchos menos genes y se hereda principalmente de madres.

El genoma mitocondrial animal es una molécula relativamente pequeña contenida en una única estructura circular con una notable conservación entre especies. Incluso el genoma mitocondrial de un pez es similar al de un humano, ejemplificó Arimura.