Ingeniería genética de macrófitas acuáticas

Abstract

Las macrófitas acuáticas son un grupo de pequeñas plantas flotantes que carecen de tallo y que suelen ser popularmente conocidas como lentejas de agua, entre las que se encuentran los géneros Lemna y Spirodela. Estas plantas crecen en forma de densas colonias en la superficie de cuerpos de agua de bajo flujo y clima templado, sin grandes restricciones. Dado su rápida proliferación vegetativa y sus mínimos requerimientos nutricionales, estas plantas presentan un enorme potencial en aplicaciones biotecnológicas. Una de las aplicaciones más interesantes es la fitorremediación de aguas dado su fácil manejo, bajo costo, alta tasa de crecimiento, movilidad limitada y capacidad de crecer sobre la superficie del agua y de absorber sustancias orgánicas y metales. Otra interesante aplicación es la producción de proteínas recombinantes diseñadas para ser excretadas al medio, lo que facilitaría la posterior purificación a partir del medio de cultivo en sistemas de crecimiento continuos. En este enfoque biotecnológico, el primer paso es la puesta a punto de las herramientas de biología molecular que nos permitan manipulación de estas plantas. En este estudio hemos logrado establecer el cultivo de callos y la regeneración de frondes de Spirodela y Lemna, en un protocolo especie-específico. Hemos desarrollado plantas transgénicas de Spirodella polyrhiza utilizando Agrobacterium tumefaciens y callos modulares. Actualmente nos encontramos trabajando en dos líneas, que nos permitan utilizar estas plantas para la fitorremediación de aguas contaminadas con glifosato o arsénico. Para esto, trabajamos con construcciones específicas que nos permiten utilizar los genes GOX (glifosato oxidorreductasa) y CP4 EPSPS y ArsC (arsenato reductasa) junto con γ-ECS (gama-glutamilcistein sintetasa). Estas estrategias nos permitirán aumentar la acumulación de glifosato o arsénico junto con una reducción de su fitotoxicidad, maximizando la capacidad de fitorremediación de estas plantas.