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Mejora genética avanzada de Nicotiana glauca para incrementar su eficacia en la fitorremediación de metales pesados

Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas

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Existen diferentes enfoques de remediación para recuperar suelos contaminados con metales pesados. La fitorremediación es uno de los enfoques más atractivos, y se basa en el uso de plantas para extraer y eliminar contaminantes elementales o reducir su biodisponibilidad en el suelo.
Nicotiana glauca tiene un enorme potencial en el ámbito de la fitorremediación de suelos contaminados por metales pesados. Sin embargo, desde el punto de vista de su uso para programas de fitoextracción, presenta una limitación, y es que, aunque las accesiones de esta especie tienen una notable capacidad para absorber y acumular metales pesados, no son hiperacumuladoras en sentido estricto.
El avance reciente de la tecnología de edición genética CRISPR/Cas está revolucionando el campo de la mejora genética, permitiendo modificar genomas de manera dirigida con alta precisión y rapidez. En este marco, la tecnología CRISPR/Cas ofrece la posibilidad de desarrollar líneas de N. glauca diseñadas a la carta con el objetivo de incrementar la actividad intrínseca en la fitoextracción y acumulación de metales pesados. El cultivo in vitro es uno de los ejes sobre el que gira esta tecnología, ya que proporciona la herramienta biotecnológica que permite la regeneración de las plantas editadas. Además, el cultivo in vitro permite evaluar la tolerancia de N. glauca a diversos metales pesados en condiciones controladas, aportando información valiosa para su aplicación en fitorremediación.

Responsable científico

Pineda Chaza Benito José

Participantes

Moreno Ferrero Vicente, Pineda Chaza Benito José, Atarés Huerta Alejandro

Aplicaciones

Regeneración de plantas a través de procesos de morfogénesis adventicia. Permite regenerar plantas a partir de la división una o pocas células somáticas, y posterior diferenciación. Este proceso de regeneración da pie a la obtención de transformantes sólidos o plantas con todas las células editadas en experimentos de transformación genética con vectores CRISPR/Cas. Evaluación de la tolerancia a metales pesados a nivel de planta o de célula en condiciones controladas de iluminación, humedad y temperatura.

Ventajas técnicas

Obtención de plantas editadas sólidas en un solo paso Segregación de quimeras Obtención de plantas en condiciones asépticas. Posibilidad de obtener réplicas clonales en un periodo de tiempo relativamente corto Evaluación de plantas in vitro, en condiciones controladas de luz, temperatura y humedad, evitando las fluctuaciones medioambientales que se producen in vivo

Experiencia relevante

Los miembros del Grupo de Investigación de Cultivo In Vitro y Mejora Vegetal del IBMCP-UPV tienen una dilatada experiencia en contratos de I+D relacionados con esta capacidad y han dirigido TFGs relacionados con la temática de esta capacidad: Título del proyecto: Desarrollo de un protocolo de regeneración adventicia que sirva de base para iniciar un programa basado en el aprovechamiento de la variación somaclonal. Empresa financiadora: Hemp Trading SLU. Duración: 2017 ¿ 2018 Título del proyecto: Técnicas de cultivo in vitro para la modificación genética del cáñamo industrial. Empresa financiadora: Hemp Trading SLU. Duración: 2021 ¿ 2023 Título del proyecto: Cultivo in vitro, transformación y edición de genes en cáñamo. Empresa financiadora: Hemp Trading SLU. Duración: 2023 ¿ 2026 Título del proyecto: Desarrollo de un protocolo para la micropropagación de patrones de cítricos y kiwi. Empresa financiadora: Generalitat Valenciana. Duración: 2023 ¿ 2024 Título del TGG: Evaluación in vitro del nivel de tolerancia de Nicotiana glauca a diferentes metales pesados. Lectura: 13/12/2024.