El maíz es uno de los organismos modelo clásicos para la investigación genética. Sin embargo, la baja frecuencia de transformación sigue siendo un cuello de botella importante para muchas aplicaciones de edición de genes.
por VIB (el Instituto de Biotecnología de Flandes)
Los investigadores del Centro de Biología de Sistemas Vegetales del VIB-UGent han logrado importantes avances para superar este obstáculo. Al aprovechar una combinación de vectores ternarios y reguladores morfogénicos, han mejorado significativamente la eficiencia de la transformación, allanando el camino para una investigación más eficaz y aplicaciones innovadoras.
Su investigación se publica en The Plant Journal .
Abordar el cuello de botella de la transformación
El maíz (Zea mays L.) es un cultivo muy importante a nivel mundial para aplicaciones agrícolas e industriales, pero también un organismo modelo clave en la investigación genética . Tradicionalmente, la edición de genes en el maíz se basa en la transformación mediada por Agrobacterium. Sin embargo, una baja frecuencia de transformación en esta especie crea un cuello de botella en la investigación genética, incluidas las nuevas técnicas genómicas (NGT).
Un equipo de investigación del Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales, junto con un colaborador de la Universidad de California en Davis (EE.UU.), abordó este cuello de botella en dos frentes. Introdujeron un plásmido auxiliar adicional en Agrobacterium, aumentando su capacidad para transferir ADN a las células de maíz. Además, utilizaron quimeras GRF-GIF, un tipo de regulador morfogénico, para aumentar la regeneración de células transformadas en plantas. Combinando estas tecnologías, el número de plantas transformadas que podrían generar se multiplicó hasta por 20.
«Aumentar la frecuencia de transformación ha sido el objetivo de muchos grupos de investigación en todo el mundo. Sin embargo, los resultados publicados anteriormente a menudo se basan en un solo experimento. Aquí evaluamos nuestros métodos durante muchos años, experimentos y operadores. Esto nos da una una base científica sólida para implementar nuestros hallazgos en futuras investigaciones», afirma Laurens Pauwels, líder del grupo en el centro de biología de sistemas vegetales VIB-UGent.
Implicaciones para el futuro
La investigación se realizó en una línea endogámica de maíz llamada B104. Aunque esta línea se utiliza a menudo en la investigación, tiene beneficios económicos limitados para la agricultura en Bélgica. La línea endogámica no se adapta bien a las condiciones de cultivo locales y los agricultores suelen utilizar híbridos.
Los investigadores ahora apuntan a transformar líneas endogámicas de maíz. El objetivo final es adquirir conocimientos para crear nuevos híbridos que sean agronómicamente viables y económicamente beneficiosos para los agricultores locales, pero que sean difíciles de transformar con métodos más antiguos.
«Nuestro próximo objetivo será la aplicación en el campo. Si podemos transformar líneas de maíz endogámicas que sean más interesantes para los agricultores, podremos crear plantas híbridas más interesantes. Este puede ser el punto de partida para utilizar las NGT de forma más eficiente en la agricultura», afirma Wout Vandeputte, primer autor y estudiante de doctorado en el Centro de Biología de Sistemas Vegetales de VIB-UGent.
Más información: Wout Vandeputte et al, Uso de quimeras GRF-GIF y un sistema de vector ternario para mejorar la frecuencia de transformación del maíz (Zea mays L.), The Plant Journal (2024). DOI: 10.1111/tpj.16880
