Un equipo multidisciplinario del CONICET trabaja en el mejoramiento genético de Andreia, una de las variedades de cebada más cultivadas en Argentina. El objetivo es aumentar el contenido de almidón degradable de la cebada, facilitando la fermentación y mejorando la eficiencia del malteado. Esto se logra mediante la introducción de un gen del alga Ostreococcus tauri. Si bien el objetivo principal es beneficiar la producción de cebada cervecera, la investigación también promete producir forraje de mayor calidad para la nutrición animal.
El proyecto comenzó en el Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR), donde los investigadores transfirieron el gen OsttaSBE de O. tauri a Arabidopsis thaliana, una planta modelo utilizada en estudios genéticos. Las plantas de Arabidopsis modificadas genéticamente mostraron un mayor contenido de almidón, más unidades de glucosa fermentables y gránulos de almidón más pequeños. A partir de estos prometedores resultados, la investigadora doctoral del CONICET Amanda Rosario Gómez Ibarra comenzó a explorar cómo transferir el gen del alga a la cebada, un cultivo de gran importancia agrícola. Para lograr este objetivo, se formó un equipo interinstitucional, liderado por los investigadores del CONICET María Victoria Busi, del CEFOBI, y Hugo Permingeat, del Instituto de Investigaciones en Ciencias Agropecuarias de Rosario (IICAR, CONICET-UNR). El grupo incluye científicos de la Plataforma Agrobiotec de la Facultad de Ciencias Agropecuarias y de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de la Universidad Nacional de Rosario (UNR). Si bien ya existe cebada transgénica, este proyecto es novedoso al ser el primero en modificarla mediante enzimas derivadas de algas.
Busi explica que se eligió la cebada porque su cultivo ha crecido significativamente en Argentina, impulsado tanto por la industria cervecera como por otros usos agrícolas. Agrega que pasar de los ensayos con Arabidopsis a un cultivo como la cebada requirió acceso a herramientas especializadas de transformación genética, lo que los condujo a la plataforma Agrobiotec-FCA, dirigida por Permingeat. “La plataforma es una estructura donde contamos con un laboratorio de biología celular y molecular, y cámaras para cultivar plantas durante todo el año en condiciones muy controladas”, comenta Permingeat, y destaca que esto es una ventaja, ya que la cebada es un cereal de invierno, con el que en un espacio como la plataforma se puede trabajar en cualquier época del año. También sostiene que, al generar plantas transgénicas, se obliga a que todo el sistema esté muy controlado para que la semilla no se disperse, según un comunicado de prensa.
El trabajo de Gómez Ibarra para desarrollar las nuevas variantes de cebada comenzó con la creación de un sistema de cultivo in vitro. El gen de las algas se introdujo en el genoma de la cebada mediante una pistola genética. Previamente, el gen se había diseñado para expresarse exclusivamente en el endospermo del grano de cebada, evitando su expresión en toda la planta. Una vez que las plántulas alcanzaron el tamaño adecuado, se trasplantaron a macetas y se trasladaron a cámaras de crecimiento, donde se nutrieron hasta la madurez. Esto permitió a los investigadores cosechar semillas y analizar la siguiente generación.
No todas las variedades de cebada responden bien al cultivo in vitro, y este proyecto destacó por trabajar con una variedad diferente a la ampliamente utilizada Golden Promise, que domina la literatura científica para este tipo de estudios. En su lugar, los investigadores se centraron en Andreia, una variedad cultivada en Argentina, que demostró una respuesta más fuerte al proceso que Golden Promise.
El trabajo fue reconocido en 2024 en el Congreso Internacional de Cebada por abordar un área de investigación a menudo ignorada. Si bien la mayoría de los estudios se centran en mejorar el rendimiento y la resistencia a enfermedades, este proyecto se centró en la mejora industrial de la cebada, ofreciendo una nueva dirección para el desarrollo del cultivo.
Una Contribución a la Cebada Industrial
En el proceso de elaboración de una bebida alcohólica, el papel del almidón es fundamental. Al respecto, Busi explica: «El almidón está compuesto por cadenas de glucosa ensambladas, con una morfología compleja. Si logro flexibilizarlas, dispondré de esas unidades de glucosa para que la levadura las fermente y produzca alcohol. Es decir, modificamos la estructura para que el sustrato, importante para la elaboración de la bebida alcohólica, sea accesible. Esta es una contribución fundamental de este desarrollo, ya que puede asegurar los tiempos de malteado, la sacarificación y permite regular el sabor para obtener una mejor cerveza», resume el científico.
En este sentido, Gómez Ibarra especifica que, al disminuir el tamaño del gránulo y aumentar el contenido de almidón degradable y las unidades de glucosa liberadas, se facilita la fermentación, lo que también aumentaría la eficiencia del malteado para aplicaciones industriales. Estado actual de la investigación
El proyecto ya ha logrado ocho eventos transgénicos independientes, un paso crucial debido a que la ubicación de un transgén en el genoma puede afectar su expresión y el resultado general. El desarrollo de múltiples eventos independientes garantiza una evaluación robusta de los resultados. De estos ocho eventos, cinco han demostrado un mayor contenido de almidón, y sus fenotipos se están estudiando hasta la segunda y tercera generación.
Un hito importante fue la identificación de una línea transgénica homocigótica, lo que significa que el gen introducido es estable y se transmite de forma fiable a las generaciones futuras. Esta estabilidad es esencial para su aplicación a largo plazo.
Además de mejorar la cebada malteada, el proyecto ofrece beneficios potenciales para la producción de forraje. Un mayor almidón degradable podría mejorar la fermentación de la biomasa, proporcionando más energía para la alimentación animal, lo que podría traducirse en una mayor producción de carne o leche.Los investigadores consideran que el proyecto confirma sus hipótesis iniciales. Para que la innovación tenga un impacto real en Argentina, enfatizan la necesidad de un socio estratégico que adopte y escale la tecnología para su uso práctico.
