Un equipo de científicos de la Universidad Keniata, el Instituto de Investigación Agrícola Mikocheni (Tanzania), el Instituto Etíope de Investigación Agrícola, en colaboración con la Universidad de California (Estados Unidos), desarrolló un maíz transgénico tolerante a sequía que demostró mayor rendimiento y número de granos. El estudio fue publicado en octubre en el African Journal of Biotechnology.
El maíz es un alimento básico para millones de africanos. A pesar de esto, los agricultores africanos lo han estado cosechando con un rendimiento medio de grano de no más de 2 toneladas por hectárea mientras que hay un potencial de producir más de 10 toneladas por hectárea. La sequía es una de las mayores limitaciones ambientales que contribuyen a esta baja productividad. La sequía disminuye la productividad de los cultivos principalmente al causar la senescencia prematura de las hojas.
El gen ipt codifica la enzima isopenteniltransferasa (IPT) que cataliza la etapa de limitación de la velocidad en la biosíntesis de citoquinina y se ha demostrado que mejora la tolerancia a la sequía en cultivos transgénicos retrasando la senectud de la hoja inducida por la sequía. Esto creó interés en investigar si el gen ipt puede ser útil para mejorar la tolerancia a la sequía en genotipos de maíz tropical africano adaptados localmente.
El grupo internacional africano modificó la línea endogámica de maíz tropical CML216 con el gen ipt utilizando el método de transformación mediante Agrobacterium. Se desarrollaron cinco líneas transgénicas con 2 a 4 copias del gen por cada evento de transformación. En el ensayo de sequía llevado a cabo en invernadero, las líneas transgénicas que expresan el gen ipt mostraron tolerancia a la sequía mediante senescencia foliar retardada en comparación con las plantas no modificadas.
Las plantas transgénicas mantuvieron un mayor contenido de agua relativa ya que solo perdieron un 10% del contenido de agua, en comparación a la pérdida de 70% en las plantas no modificadas tras la primera semana de sequía. En contenido de clorofila total durante el período de sequía las plantas modificadas solo perdieron un 4,3%, mientras que las plantas no modificadas perdieron un 35,6% a la tercera semana de sequía.
Además, las plantas transgénicas produjeron mayor cantidad de raíz fresca y peso seco con un rendimiento de grano medio significativamente mayor de 44,3 g/planta, mientras que las plantas no modificadas produjeron un rendimiento medio de grano de 1,43 g/planta.
Los investigadores proponen que las líneas transgénicas desarrolladas en este estudio se puedan probar adicionalmente para tolerancia a sequía bajo ensayos de campo confinado. Además, las líneas transgénicas desarrolladas pueden utilizarse en programas de mejoramiento para mejorar la tolerancia a la sequía en otros genotipos comerciales de maíz tropical a través de mejoramiento convencional.