Un equipo de investigación del Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC de Córdoba ha confirmado la mejora en la respuesta al estrés hídrico de un tipo de trigo con bajo contenido en este alérgeno. Los resultados obtenidos mediante técnicas genéticas abren nuevas vías para la elaboración de productos sin este compuesto a partir del mismo cultivo.
En toda buena película de acción se distingue claramente entre el héroe y el villano. El primero, salva al mundo. El segundo, intenta destruirlo. Desde el Mio Cid hasta la última entrega del Universo Marvel, los personajes luchan por resolver sus afrentas. Por un lado, la tierra se somete a una amenaza externa y, al mismo tiempo, los protagonistas sufren sus traumas y se enfrentan a su propio interior, en ocasiones oscuro. Tampoco puede faltar el equipo que ayuda a los protagonistas a salir airosos de la contienda.
Trasladando el foco a los campos de cultivo, convertimos a la espiga de trigo en la protagonista de la historia de hoy. Una heroína que libra su propia batalla contra el cambio climático. Las sequías cíclicas que sobrevienen las hacen inestables. Sus granos son más pequeños, ligeros y pierden nutrientes y minerales. Además, el contenido de unas proteínas, las gliadinas, aumentan con la falta de agua. Este compuesto es el interior oscuro del trigo para muchas personas que viven abocadas a eliminarlas de su dieta de manera permanente. Son las responsables de la celiaquía y otras patologías asociadas al gluten, como alergias o sensibilidad no celíaca al trigo.
El equipo que acude para ayudar al héroe a resolver sus conflictos llega, en esta ocasión, del Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC de Córdoba y la Universidad de Cartago (Túnez). Los investigadores han obtenido un tipo de trigo con más tolerancia a la sequía y bajo contenido en gliadina. El trabajo, publicado en la revista Plant Stress, demuestra la estabilidad de los ajustes genéticos y su potencial para ser utilizados en cultivos más resistentes.
Para contrarrestar el problema, han utilizado herramientas biotecnológicas para reducir el contenido de gliadina en el trigo, creando líneas de cultivo con bajo contenido en gluten. Además, en el artículo evalúan cómo estas modificaciones afectan a la respuesta de las plantas ante el estrés hídrico, un desafío creciente.
El objetivo de la investigación es reconocer qué genes son los que intervienen en el desarrollo de la planta en condiciones de sequía. “Este estudio ha comparado las respuestas de genotipos obtenidos con técnicas avanzadas de mejora genética frente a variedades convencionales de trigo en las mismas situaciones. Los resultados apuntan hacia la obtención de cultivos más resistentes al estrés hídrico, sin comprometer la calidad del grano o la seguridad alimentaria para los afectados por enfermedades relacionadas con el gluten”, indica a la Fundación Descubre la investigadora del IAS-CSIC Miriam Marín, autora del artículo.
Biotecnología libre de gluten
Las herramientas en las que los investigadores han basado sus ensayos se conocen como ARN de interferencia y CRISPR/Cas.
El ARN de interferencia (ARNi) es una técnica que se utiliza para ‘apagar’ o reducir la actividad de un gen específico. Es decir, no se trata de cambiar ningún gen, sino de bloquear su acción, impidiendo que se exprese o produzca una proteína. “Sería como usar un interruptor que apaga una luz, el gen, pero sin tocar el cable de electricidad, el ADN. En el caso del trigo, el ARNi se utiliza para reducir la producción de gliadina, una proteína del gluten que causa problemas en personas con celiaquía o sensibilidad al gluten”, añade la investigadora.
Por su parte, CRISPR/Cas9 se utiliza para hacer cambios permanentes en el genoma, como por ejemplo, eliminar los genes responsables de producir gliadinas, creando una nueva variedad de trigo con bajo contenido de gluten.
Estrés hídrico
Los investigadores iniciaron sus ensayos con distintas variedades de trigo, incluidas las obtenidas con estas herramientas. Bajo estrés hídrico, se activaron genes que ayudan a las plantas a protegerse y adaptarse. Entre ellos:
- CAT y GPX, antioxidantes que eliminan los radicales libres y protegen las células del daño.
- P5CR, que participa en la producción de prolina, un aminoácido que ayuda a retener agua y estabilizar proteínas.
- GolS1, involucrado en la síntesis de azúcares solubles que funcionan como reservas de energía y protectores frente al estrés.
Las plantas modificadas con ARN de interferencia o CRISPR/Cas mostraron cambios más equilibrados en estos genes, evitando respuestas extremas y ayudando a mantener mejor el crecimiento, la fertilidad y la estructura de las hojas. “Esto indica que ajustar la actividad de ciertos genes puede preparar a las plantas para resistir la sequía de forma más efectiva”, señala Marín.
En paralelo, evaluaron el contenido de gliadinas. Mientras que en las plantas normales aumentaba con la sequía, el cambio era más controlado en las modificadas, manteniendo niveles muy bajos incluso bajo estrés.
En próximos capítulos de la saga, el equipo plantea investigar más a fondo los mecanismos que conectan la regulación de las proteínas con la activación de la respuesta a la sequía. Además, evaluarán estas líneas en condiciones de campo para confirmar su rendimiento, calidad del grano y comportamiento frente a diferentes tipos de cambio ambiental. Si en las películas de acción el héroe supera las pruebas con apoyo de sus aliados, en los campos de trigo sucede lo mismo. Gracias a la ciencia y la investigación, la espiga enfrenta la sequía y las amenazas internas de su propio grano. El resultado es un desenlace donde la resiliencia y la innovación se combinan para escribir una nueva entrega en la historia de la alimentación.
Más información en #CienciaDirecta: Obtienen cereales resistentes a la sequía y con bajo contenido en gluten
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