Producción de feromonas sexuales por planta transgénica como alternativa a pesticidas

 Por Joan Conrow. Enero 14, 2021

Semillas de Camelina sativa.
Fuente de foto: Cornell Alliance for Science

Científicos han descubierto cómo modificar genéticamente la planta de camelina (Camelina sativa, también conocida como sésame bastardo) para producir precursores de feromonas que pueden controlar plagas de insectos agrícolas sin el uso de pesticidas.  Esta es una planta de la familia del repollo y la mostaza (Brassicaceae) con semillas ricas en aceite con niveles altos de ácidos grasos omega-3 

Las feromonas y otros semioquímicos se encuentran entre la próxima generación de controles de insectos sostenibles. Protegen los cultivos al repeler los insectos plaga de las plantas, evitando que se apareen o manipulando sus comportamientos. Este enfoque protege el medio ambiente, al tiempo que elimina los problemas de los residuos de insecticidas en los alimentos y los insectos que desarrollan resistencia a los pesticidas.

Actualmente, las feromonas sexuales de insectos son producidas sintéticamente, un proceso costoso que utiliza petróleo o aceites vegetales como materia prima para proporcionar las cadenas de hidrocarburos sobre las que se construye las sustancia. También se necesitan grandes volúmenes de solventes para crear compuestos intermedios, lo que da como resultado subproductos de desechos químicos. Al comenzar, en cambio, con precursores en el aceite de semillas transgénicas, los investigadores pueden eliminar la mayoría de las necesidades de solventes y alrededor del 80 por ciento de los desechos químicos. El uso de la planta de camelina rica en aceite como "biofábrica" ​​también acorta significativamente el proceso y reduce el alto costo de producción de feromonas.

Investigadores de la Universidad de Lund, la Universidad de Agricultura Sueca, la Universidad de Nebraska y SemioPlant (una startup creada por los investigadores) modificaron el código genético de las plantas de camelina (Camelina sativa) para incluir genes de insectos y otros organismos que guían la formación de las feromonas deseadas. Las plantas producen compuestos precursores de feromonas de insectos en su abundante aceite de semilla. Su trabajo se basa en la extensa investigación sobre la biosíntesis de feromonas de polilla que se inició en el grupo de investigación del profesor Wendell Roelofs en la Estación Experimental Agrícola del Estado de Nueva York de Cornell a principios de la década de 1980.

Flor de Camelina sativa.
Fuente imagen: Wikipedia

ISCA, Inc., una empresa de tecnología agrícola "verde"cultivó generaciones sucesivas de plantas de camelina transgénicas y desarrolló un producto prototipo con feromonas derivadas de plantas para controlar la oruga de la col o del tabaco (Helicoverpa armigera), una de las principales especies de plagas del mundo que causa cientos de millones de dólares anuales en daños al algodón, maíz, tomate, garbanzo y otros cultivos.

Se espera que el uso de camelina para crear fuentes de feromonas de insectos de bajo costo aumente los controles de interrupción del apareamiento para varias especies de polillas devastadoras. En la naturaleza, las polillas hembras liberan una feromona sexual específica de la especie para llamar a los machos para el apareamiento. La aplicación de la misma feromona en el campo crea miles de rastros de olor que no conducen a ninguna parte, evitando que los machos encuentren pareja. Dado que las hembras ponen huevos estériles, los cultivos están protegidos del daño que de otro modo ocurriría cuando las orugas eclosionan y comienzan a comer.

Los resultados de una prueba inicial en Brasil mostraron que la formulación de ISCA con feromonas de origen vegetal funcionó tan bien como una formulación hecha con feromonas sintéticas. Ambos suprimieron las poblaciones de Helicoverpa armigera en los campos de frijoles al evitar que las polillas adultas se aparearan. ISCA también está desarrollando controles de feromonas derivadas de plantas para el gusano cogollero, Spodoptera frugiperda, otra especie de polilla devastadora muy común en la Hispaniola y que en los últimos años ha comenzado a causar grandes daños a los cultivos en África, India. 

El Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura (NIFA) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) ha otorgado a ISCA dos proyectos por un total de US$750,000. El premio más reciente respalda los esfuerzos continuos para desarrollar cepas de camelina transgénicas que produzcan las feromonas sexuales de otras especies de plagas de polillas y los correspondientes productos de control de plagas sostenibles.  Es posible que en un par de años se pueda producir ferormonas sintéticas para el control de éstas y otras polillas

Basado en artículo de la Alianza para la Ciencia de Cornell (Cornell Alliance for Science).  Lea el artículo original.

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