Resumen Engineering Plants To Overcome Biotic And Abiotic Stress

Diana C. Martínez Ruggiero 8 de abril de 2015
BIOT 3750 Profa. Érica Carrero Vallés
Resumen Capítulo 19: Ingeniería de Plantas para Vencer el Estrés Biótico y Abiótico
El objetivo principal de la biotecnología botánica es crear nuevas variedades de plantas cultivadas. La mayoría de los estudios iniciales de plantas transgénicas se han concentrado en desarrollarcepas que produzcan un mejor rendimiento. Los genes que confieren resistencia a insectos, virus, herbicidas y estrés ambiental se han incorporado en varias plantas. Una cantidad considerable de este trabajo se ha comercializado y ha sido el tema de discusión y escrutinio público.
Resistencia a Insectos
La ingeniería genética de cosechas para producir insecticidas hace posible el desarrollarcosechas resistentes a insectos y el no tener que rocearlas con pesticidas químicos costosos y peligrosos. Se estimó que en el 2007 se gastó alrededor de 15-20 millones en insecticidas. El costo de mantener estas cosechas resistentes es menos que para las no resistentes. Además, los insecticidas biológicos son altamente específicos para un número limitado de insectos, y no son considerados peligrosos ahumanos y animales. Reduciendo el daño a plantas de insectos, debe haber una disminución de daños ya que muchos hongos patógenos invaden una planta sin importar la infección para los insectos. Algunas estrategias se han usado para conferir resistencia a estos insectos. Una de ellas incluye a un gen para una protoxina insecticida producida por B. thuringiensis. Otra incluye usar genes para proteínasen las plantas como el inhibidor α-amilasa, proteasa y lectinas, todas efectivas contra una gran variedad de insectos. Luego de que un insecto ingiere uno de estos inhibidores, no puede digerir comida porque el inhibidor interfiere con la hidrólisis del almidón o las proteínas de la planta. El insecto eventualmente morirá de hambre.
Aumentando la Expresión de la Protoxina de B.thuringiensis
Laprotoxina de B. thuringiensis no persiste en el ambiente, ni es peligrosa para los mamíferos. Además, es más seguro para proteger a las plantas. Es simple y menos efectivo expresar los genes para las toxinas de B. thuringiensis (Bt) en plantas que rocear sus preparaciones en la superficie de la planta. Este modo limita la distribución ambiental de la toxina y evita problemas asociados comoestabilidad ambiental y el tiempo de la aplicación de la toxina. El reto científico en utilizar la protoxina de Bt es crear una planta transgénica que expresa y sintetiza una forma funcional de este insecticida a niveles suficientes para prevenir el daño contra insectos. En experimentos iniciales, los genes de una subespecie de Bt no se expresaron en plantas. Esto es problemático porque se necesitanniveles alto de expresión de estas proteínas de control de insectos para producir plantas resistentes a insectos comercialmente viables. Para aumentar el nivel de la proteína, se truncó el gen para que la parte de la protoxina que contiene la toxina fuera producida e insertada en un promotor para dirigir la expresión del gen. Bajo estas condiciones, hubo un aumento significante en el nivel de toxinainsecticida, brindándole a la planta transgénica protección contra insectos. La integración del gen de Bt en el DNA del cloroplasto tiene más ventajas que el insertarlo en el DNA cromosomal. El gen se ha insertado en plantas como la manzana, brócoli, maíz, arroz y papa.
Otras Estrategias de Proteger Plantas contra Insectos
La protoxina de B. thuringiensis no es efectiva contra todos los insectos.Esto limita la utilidad de las protoxinas. Sin embargo, las plantas han sintetizado mecanismos generales de defensa contra insectos que son suficientes para que una planta sobreviva pero no lo suficiente para mantener el daño a un nivel aceptable para las cosechas. Por ejemplo, algunas plantas producen inhibidores de proteasa que, cuando se ingieren, previenen que el insecto se nutra de las...