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MODIFICACIÓN DE LA COLORACIÓN DE LA FLOR EN ORNAMENTALES
(CRISANTEMO Y ROSAL) POR TRANSFORMACIÓN GENÉTICA
Resumen ejecutivo
México ocupa el decimoquinto lugar entre los países exportadores de flor a
nivel mundial. La mayor área de cultivo está en Michoacán, Querétaro, Estado
de México y Morelos, con más de 9,500 hectáreas. Las dos flores de corte más
importantes son la rosa y el crisantemo, el cual es una de las especies
ornamentales más cultivadas e industrializadas de todo el mundo, por lo cual
los trabajos de mejoramiento genético son importantes y han dado lugar a
numerosos cultivares con formas y colores. Tomando en cuenta que la más
importante característica de las flores es el color, la introducción por medio de
vectores o directa de genes a través de la transformación genética son técnicas
que podrían permitir dar un valor agregado rápido.
Hay reportes de transformación genética en varias especies de flores usando
diversas metodologías. En todos los trabajo se usaron métodos de
transformación genética mediada por Agrobacterium tumefaciens o por
biobalística. Este último método ha demostrado ser eficiente para muchas
especies vegetales; permite la penetración de la pared celular y ha mostrado
una alta eficiencia. Ambos métodos han demostrado ser herramientas eficaces
en el mejoramiento de las flores al realizar la introducción directa a su genoma
de diversos genes de interés agronómico.
En este trabajo se reporta la implantación de dos métodos para la
transformación genética del crisantemo mediante el uso de Agrobacterium
tumefaciens y por biobalística. Ambos métodos son una herramienta importante
en el mejoramiento de las flores porque permiten la introducción directa a su
genoma de diversos genes de interés agronómico.
La investigación constó de tres etapas. La primera tuvo como objetivo obtener
bacterias transformadas con el gen de la Chalcona sintasa, así como iniciar la
inducción de la formación de tejido indiferenciado (callo) de hojas y yemas
terminales de los ornamentales en estudio. Lo primero que se hizo fue la
clonación del gen de la Chalcona sintasa en Escherichia coli; después, la
transferencia del gen de la Chalcona sintasa a Agrobacterium tumefaciens, y
por
último
el
establecimiento
en
cultivo
de
tejidos
de
crisantemo
(Dendranthema grandiflora) y de rosal (Rose spp).
La segunda etapa consistió en la transformación genética de tejido de
crisantemo con Agrobacterium temefaciens.
La última etapa consistió en realizar la transformación del rosal por biobalística
y en transferir los tejidos transformados al medio base de MS, suplementado
con auxinas a diferentes concentraciones para inducir su diferenciación tejidos
(tallo, hojas y raíz), así como llevar las plantas a la formación de flores para
evaluar los patrones de coloración en la flor debido a la expresión del gen
introducido.
Para obtener plantas completas a partir de tejidos transgénicos como los
embriones inmaduros, el investigador los cultivó en condiciones ambientales
controladas en una serie de medios que contienen nutrimentos y hormonas,
proceso conocido como cultivo de tejidos. Una vez que se generan plantas
completas y éstas producen semillas comienza la evaluación de la progenie.
La técnica de la manipulación genética en flores consiste principalmente en
modificar la biosíntesis de los pigmentos llamados antocianinas o flavonoides.
La principal técnica consiste en la transgénesis, ya sea expresando el gen de
interés conocido como tecnología del antisentido y la otra llamada co-supresión
o sentido, entendiendo que el sentido se refiere a la expresión del gen en su
forma normal y en el antisentido la expresión del gen es en sentido contrario.
La introducción del gen antisentido CHS (Chalcona Sintasa) suprime la
formación de pigmentos en petunia y tabaco; la introducción del gen sentido
CHS o del gen sentido DFR (dihidroflavonol-4-reductasa) transformó petunias
presentado reducción en la pigmentación; la introducción del gen sentido CHS
en crisantemo produjo plantas transgénicas que presentaron un cambio en la
coloración de rojo a rosa y en lisianthus, de púrpura a blanco.
Demanda o problemática que atiende
Mediante la transformación genética, ensayar la modificación de la coloración
en dos plantas ornamentales de importancia: el crisantemo y el rosal.
Resultados obtenidos y/o descripción. Características de la tecnología
generada
Plántulas genéticamente transformadas, ya diferenciadas a partir de los tejidos
transformados.
Impactos
Aunque el mejoramiento genético convencional ha permitido generar muchas
flores de diferentes formas y pigmentaciones, en general sólo permite que se
puedan cruzar plantas de la misma especie. Esta limitación puede ser
superada mediante la ingeniería genética.
Costos estimados de la aplicación de los resultados y/o tecnología generada
No es posible establecer un costo por la aplicación de este estudio de
genética aplicada a ornamentales.
Ámbito de aplicación
Michoacán, Querétaro, Estado de México y Morelos.
Información adicional o comentario
Una debilidad importante de México para exportar es la dependencia en
cuanto a material genético. Las plántulas y semillas de flores son vendidas a
todo
el
mundo
por
empresas
holandesas,
francesas,
japonesas
y
estadounidenses, que patentan sus variedades y cobran regalías, aumentando
los costos. Resulta paradójico que México, uno de los países más ricos en
biodiversidad y donde la floricultura es una tradición que viene desde tiempos
prehispánicos, no tenga una sola variedad de flor patentada en el mercado
mundial.
La floricultura mexicana presenta una aguda polarización; por un lado, la
intensiva que se realiza en invernaderos, exporta parte de su producción y
aplica biotecnología de punta (como las plantas transgénicas y clonas); por
otro lado el manejo tradicional, que se realiza a cielo abierto y abastece al
mercado interno, donde destaca la producción de Xochimilco.
La superficie bajo invernadero ha crecido de 25 hectáreas en 1981 a más de
650 en la actualidad. Es una actividad altamente generadora de empleo: casi
2,000 jornadas anuales por hectárea de invernadero -en su mayoría mujeresmientras son casi 4,000 en la floricultura tradicional
Clave del proyecto: SAGARPA 2005-C01-12627
Sistema Producto y/o línea estratégica de atención: Sistema Producto
Ornamentales
Investigador: doctor CUAUHTÉMOC JACQUES HERNÁNDEZ
Institución: Instituto Politécnico Nacional