La
apomixis:
¿Por qué
toma tanto tiempo?
“Toda la situación relacionada con la apomixis me recuerda la película de 1902 de George Méliès, Viaje a la luna. En la película, simplemente dispararon una gran bala desde un cañón gigante hacia la luna y, después de un breve lapso, la bala chocó en la gigantesca órbita de queso. Sesenta y siete años más tarde, realmente aterrizamos en la luna, pero no antes de que hubiéramos desarrollado y comprendido cabalmente una enorme gama de tecnologías nuevas, así como los conceptos científicos básicos involucrados. Ahora, en nuestro trabajo sobre la apomixis, hemos llegado a la etapa en que comprendemos que nuestro enfoque inicial era demasiado sencillo y necesitamos saber más.”
-Enrico Perotti, integrante del equipo de investigación sobre la apomixis
Hace más de 13 años, el Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) se unió al CIMMYT para comenzar a trabajar en la generación de maíz apomíctico. Había muchas esperanzas de que, cruzando el maíz con su pariente apomíctico silvestre Tripsacum, los investigadores podrían generar una planta de maíz que produjera clones de sí misma en todas las generaciones (véase “¿Qué hace que la apomixis sea una característica valiosa?”
No es necesario estar familiarizado con la terminología o el proceso para reconocer el potencial revolucionario de la apomixis. Se podría acelerar considerablemente la producción de híbridos, sería económicamente viable el mejoramiento para pequeños ambientes con condiciones particulares y los agricultores pobres podrían reciclar semillas que conservaran las características de los híbridos.
Los conocimientos acerca de la apomixis se han incrementado mucho, al igual que la impaciencia por desarrollar maíz apomíctico. Entonces, ¿por qué ha tomado tanto tiempo?
El primer método
“Al comienzo,” explica el jefe del
equipo de investigación Olivier Leblanc, “trabajábamos según la premisa de
que la apomixis es una característica sencilla y que no sería muy difícil
transferir una característica controlada por un solo gen al maíz con la
tecnología existente. Buscábamos un mejoramiento aplicado más que un método
científico básico. No estábamos interesados en los mecanismos y la base
molecular del fenómeno. Sólo necesitábamos encontrar ese espécimen apomíctico
único que estaba oculto allí, entre medio millón de plantas experimentales.
Nunca lo encontramos.”
Ése es el origen de gran parte de la impaciencia. En el fitomejoramiento, cuando se identifica una fuente de variabilidad para una característica determinada, con el tiempo, mediante cruzas progresivas entre las plantas, por lo general se puede incorporar la característica deseada en variedades o líneas de maíz. Pero resulta que la apomixis es compleja. Ciertamente, no cedió ante un procedimiento progresivo.
¿Significa esto que esos años de trabajo fueron infructuosos? No. En la ciencia, a medida que se desechan pistas falsas, se reorientan los esfuerzos sobre la base de los conocimientos obtenidos, opina David Hoisington, director del Centro de Biotecnología Aplicada del CIMMYT, donde se lleva a cabo la investigación sobre la apomixis.
“Como tenemos un equipo, colaboradores y avances tan sólidos en la ciencia,” explica Hoisington, “podemos continuar avanzando hacia la meta definitiva, aun cuando cambiemos de ruta de vez en cuando.”
El camino
menos transitado
Si bien la creación de maíz apomíctico sigue siendo la meta del equipo, el camino para alcanzarla ha cambiado de un método relativamente mecánico –transferir el gen o genes de la apomixis directamente desde Tripsacum al maíz– a explorar otras opciones que requieren un mejor conocimiento del proceso apomíctico en general.
La mayoría de los equipos que trabajan en la apomixis, están, según Leblanc, investigando y manipulando las vías sexuales de las plantas para obtener un producto apomíctico. El equipo del CIMMYT y el IRD sigue utilizando una planta apomíctica y una planta de cultivo afín. Al hacerlo, puede aprovechar su larga experiencia con Tripsacum, “una planta modelo verdaderamente útil para la apomixis”, opina el integrante del equipo Daniel Grimanelli, “que es un método original en comparación con los que utilizan otros grupos”. Están investigando la biología celular y la genética molecular de los procesos que sustentan la apomixis, así como las barreras en el genoma de maíz para la transferencia de la característica.
También obtienen apoyo de un consorcio formado en 1999 para acelerar los avances. El IRD y el CIMMYT se unieron mediante un acuerdo de cinco años con Pioneer Hi-Breed, Groupe Limagrain y Novartis Seeds (ahora Syngenta). El propósito del acuerdo es compartir esfuerzos en la tarea de resolver el problema de la apomixis. Para el equipo del CIMMYT y el IRD, esto significa acceso a material biológico, bases de datos, información y expertos, así como recursos financieros adicionales.
El equipo está entusiasmado con su
nueva orientación. “Estamos trabajando en métodos novedosos y tenemos cosas
muy interesantes en marcha”, comenta Leblanc. “Pero es demasiado pronto para
hablar de logros importantes. Ya no entraremos en el juego de las predicciones”.
| ¿Qué
hace que la La apomixis –la reproducción
asexual por medio de la semilla– genera plantas que son clones exactos de la
planta progenitora. La característica se presenta en forma natural y se ha
identificado en más de 400 especies de plantas, entre ellas algunas variedades
de Tripsacum, un pariente silvestre del maíz. En una forma apomíctica de
reproducción, se transfieren copias exactas de los cromosomas de la planta
progenitora a la progenie, con lo cual cada descendiente es un clon de su
antepasado. Esta transferencia directa de cromosomas (y por lo tanto de características)
continúa generación tras generación. Las implicaciones de transferir la
característica apomíctica a un cereal importante como el maíz son enormes.
Los mejoradores podrían reducir considerablemente el tiempo y los costos para
producir variedades nuevas, por ejemplo, “arreglando” al momento la
composición genética deseada, lo cual por lo general toma varios ciclos. La
apomixis es de particular interés para el CIMMYT porque haría más viable
desde el punto de vista económico el mejoramiento y el desarrollo de variedades
adaptadas para zonas agroecológicas únicas y para usos específicos. Los productores de semilla podrían reducir el costo de la producción de híbridos, lo cual se traduciría en precios más bajos de la semilla para los agricultores. Los agricultores de los países en desarrollo que obtuvieran semilla mejorada portadora de la característica de la apomixis podrían reciclar su semilla de manera indefinida, conservando al mismo tiempo las diversas propiedades que incrementan el rendimiento generalmente asociadas con los híbridos, que no pueden ser reciclados en forma productiva.
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Si
desea mayor información, diríjase a:
Olivier Leblanc
(o.leblanc@cgiar.org)
August, 2004