Mejoramiento genético de la productividad del cultivo de papa Spunta

Abstract

El estudio de los mecanismos moleculares involucrados en la tuberización y en la adaptación a la sequía y estrés salino en plantas de papa (Solanum tuberosum variedad Spunta) es de fundamental importancia al momento de identificar genes que puedan ser utilizados para mejorar la productividad de este cultivo. En nuestro laboratorio hemos abordado este objetivo desde el estudio de tres grupos de genes: fosfatasas de proteínas de tipo PP2A, H+-ATPasas de membrana plasmática y factores de transcripción de tipo ABF (ABRE-bining factors, también llamados AREB por ABRE-binding proteins). Discutiremos nuestros avances en cada uno de estos acercamientos, haciendo énfasis en el estudio de los FT ABF y en el camino transitado desde el estudio básico del gen de papa que denominamos StABF1, hasta la obtención de un cultivo de múltiples características mejoradas a partir de la sobre-expresión de un gen. Encontramos que StABF1 no solo está involucrado en la respuesta a estrés abiótico (función típica de estos factores de transcripción), sino también en el proceso de desarrollo del tubérculo como un regulador positivo. Desarrollamos plantas de papa que expresan los FT ABF2 y ABF4 de Arabidopsis thaliana (35S::ABF2 y 35S::ABF4), y demostramos que ambos genes regulan positivamente la inducción de la tuberización, posiblemente como mediadores del crosstalk giberelinas-ácido abscísico (ABA). Las plantas 35S::ABF4 presentan un mayor rendimiento que las plantas salvajes, tanto en condiciones normales, como bajo sequía o estrés salino, con un desarrollo y un crecimiento vegetativo normal. Además, los tubérculos 35S::ABF4 muestran una mejora en cuanto a su capacidad de almacenamiento. De esta manera, a partir del uso de un FT y a traves de la ingeniería genética, pudimos fortalecer diversos aspectos de interes agro-económico del cultivo que se encuentran regulados por la vía del ABA (tuberización, respuesta al estrés abiótico y dormición). Más recientemente comenzamos a desarrollar una línea de trabajo basada en el mejoramiento genético de macrófitas acuáticas (Spirodela) para incrementar su capacidad natural de fitorremediación, particularmente de glifosato y arsénico.