INVESTIGADORES
IANNICELLI Jesica
congresos y reuniones científicas
Título:
Aplicación de técnicas biotecnológicas en el mejoramiento de plantas medicinales. ¿Qué se puede hacer desde la biotecnología por el cáñamo?
Autor/es:
IANNICELLI, JESICA; PERALTA, PATRICIA; GUARINIELLO, JULIÁN; ESCANDÓN, ALEJANDRO SALVIO
Lugar:
La Plata
Reunión:
Congreso; I Congreso Argentino de Cannabis y Salud.; 2017
Institución organizadora:
Honorable Cámara de Diputados de la Provincia de Buenos Aires
Resumen:
El cáñamo es uno de los cultivos más antiguos de la humanidad que fue domesticado, según algunos autores desde hace 6.000 años, fue domesticada, seleccionada y mejorada, junto con especies como trigo, arroz, cebada y frutales para mejorar su calidad y rendimiento. En la actualidad, es utilizado como fibra, semilla y/o material crudo en la industrias textil y geotextil, combustibles, papelera, automotriz, construcción, cosmética, médica y farmacéutica. Asimismo, se ha demostrado su capacidad en la remediación de suelos contaminados por metales pesados. En la actualidad, por sus propiedades farmacológicas, se está poniendo mucho énfasis en el aceite esencial rico en cannabidiol (CBD) que, además no presenta los efectos psicotrópicos del THC. A partir de este hecho en países como China, Canadá y la UE se han sembrado importantes áreas de cáñamo para la producción de fibra y aceite rico en CBD. Se calcula que el volumen del mercado (en blanco) de aceite marihuana fue, en 2016, de 30 mil millones de dólares. Desde el punto de vista médico, los mejoradores buscan nuevo germoplasma y nuevas combinaciones genéticas que permitan ampliar el rango de uso médico de los aceites de cannabis. Puestos en contexto de la situación de cannabis en nuestro país, en opinión de los autores, se precisaría primero, determinar la clase y calidad de los materiales disponibles, caracterizarlos e identificarlos inequívocamente, la multiplicación masal de aquellos genotipos de interés e iniciar un programa de mejoramiento. En este escenario es importante remarcar que desde la biotecnología es mucho lo que se puede aportar en todas las áreas mencionadas. La identificación y caracterización de la mano de los marcadores moleculares, la propagación a través del cultivo de tejidos y el mejoramiento por medio de la obtención de poliploides, en función de incrementar la capacidad de producción de aceites y con esto la productividad, así como también obtener materiales resistentes a enfermedades fúngicas a través de la ingeniería genética por medio de la transformación de plantas con genes de resistencia a hongos. A pesar de que tanto el INTA, como el CONICET, en sus diferentes Centros e Institutos, tienen las capacidades adecuadas para cubrir todos los aspectos inherentes al desarrollo propuesto para el germoplasma de cannabis, es indispensable, para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto que se encare, poder contar con la experiencia y el conocimiento de los grupos que, en nuestro país, vienen trabajando desde hace años con el cultivo. Asimismo, en este escenario, será muy importante establecer los derechos intelectuales sobre los materiales disponibles en nuestro país y los marcadores moleculares representan una herramienta muy útil en ese sentido. Nuestro grupo de trabajo en el IGEAF se especializa en cultivo in vitro de tejidos vegetales, obtención de poliploides vía mutagénesis in vitro y transgénesis con A. rhizogenes. En el panorama de cannabis, nuestra experiencia en micropropagación y obtención de poliploides puede ser muy útil para desarrollar el germoplasma de cannabis. A manera de ejemplo les mostraré nuestro trabajo en Lippia integrifolia (incayuyo) especie con la que hemos logrado incrementar significativamente su producción de aceites. En forma sucinta, el trabajo consistió en obtener una tasa de multiplicación in vitro superior a 10-15 yemas por explantos y exponer los segmentos nodales a diferentes dosis de colchicina a fin de establecer la dosis letal 50%. Una vez recuperados del ensayo con colchicina, los explantos se transfieren al medio de multiplicación. Con las yemas recobradas se continúa con el proceso estándar del cultivo de tejidos, esto es: elongación de los brotes, enraizamiento y aclimatación. Durante esta etapa se analiza el material a fin de detectar potenciales poliploides, se comparan el tamaño de las hojas, la velocidad de crecimiento entre tratadas y controles. Una vez cumplido el procesos de aclimatación se realiza el estudio de del contenido de ADN a través de la citometría de flujo, técnica que consiste la tinción del ADN nuclear con un fluorocromo que, al ser excitado por un haz de luz, emite electrones que son cuantificados y graficados por el aparato. Esta emisión de electrones por parte de los núcleos teñidos con el fluorocromo es proporcional a su contenido de ADN, por lo que, comparada con la de los controles nos da una idea del contenido relativo de ADN entre los individuos tratados con colchicina y los controles. Una vez hecho este análisis se inició la descripción comparativa de los poliploides, se midió tamaño de hojas, flores, tricomas (las glándulas que sintetizan y almacenan los aceites esenciales), de estomas, y granos de polen. Posteriormente, se cosecharon las flores y las hojas y se midió el contenido de aceite de cada individuo. Tener una buena tasa de multiplicación de yemas es indispensable para incrementar la probabilidad de obtener poliploides a través del tratamiento de colchicina in vitro, de ahí la importancia de ajustar lo mejor posible el medio de multiplicación utilizado. Los poliploides mostraron las características esperadas, esto es menor tamaño, de planta (entrenudos más cortos), pero mayor tamaño relativo en todos los órganos y estructuras medidas, así como un mayor contenido relativo de aceites esenciales. Respecto de este trabajo, como conclusiones finales podemos afirmar que: Se optimizó un protocolo para la propagación in vitro de L. integrifolia, a partir del cual fue posible regenerar plántulas tanto por vía directa a través del desarrollo de yemas pre-existentes, como por organogénesis indirecta a través del desarrollo de brotes de novo. Se desarrolló un protocolo de poliploidización in vitro para la obtención de autotetraploides de L. integrifolia, a través del uso de colchicina adicionada al medio de multiplicación. Los autotetraploides desarrollados mostraron fenotipos diferentes a los diploides, incluida la planta madre, con mayores tamaños de hojas, inflorescencias, estomas y granos de polen. Los rendimientos de aceites esenciales de los autotetraploides fueron superiores al de la planta madre y al resto de los diploides. En cambio, los rendimientos de los diploides fueron similares al de la planta madre. Entendemos que por nuestra experiencia en incayuyo y en otras especies, apoyándonos además en la bibliografía consultada, es posible afirmar que, a partir de la implementación de biotécnicas, es posible incrementar, con los ajustes correspondientes, el valor productivo de esta especie y de otras de importancia económica.