Se identificó el mecanismo de la resistencia al glifosato en una maleza

Un grupo de investigadores de la Universidad Estatal de Kansas (K-State, EE.UU.), liderados por Dal-Hoe Koo, establecieron las causas por las que una determinada maleza, el Amaranthus palmeri, se ha hecho resistente al glifosato en muy pocas generaciones.

Dicha maleza es una de las varias que en los últimos años han mostrado resistencia al glifosato, atento a que este herbicida ha sido usado en forma masiva y en muchas explotaciones, en forma exclusiva.

El herbicida glifosato (imagen tomada de www.foter.com)
El herbicida glifosato (imagen tomada de www.foter.com)

El mecanismo que otorga resistencia es denominado amplificación génica y ya se conocía previamente en muchas bacterias y células eucariotas. Es la respuesta a las presiones selectivas que sufre la especie: antibióticos, fármacos citotóxicos, plaguicidas, herbicidas y otras condiciones ambientales estresantes. Las células eucariotas usan mecanismos de amplificación de genes para sobreexpresar genes específicos para sobrevivir bajo estrés.

Este tipo de estructuras genéticas se han observado en muchas células tumorales y resistentes a fármacos.

La amplificación genética es el aumento en el número de copias de un determinado gen, las que frecuentemente se ubican fuera de los cromosomas. Son moléculas de ADN circulares extracromosómicas que se replican de manera autónoma.

En el caso del Amaranthus palmeri, el objetivo molecular del glifosato al cual apunta para eliminar la planta es el gen que produce la enzima 5-enolpyruvylshikimate-3-fosfato sintasa (EPSPS), pero éste ha sido replicado cientos de veces por lo que tampoco funcionará el glifosato aunque se aumente considerablemente la dosis.

Las copias amplificadas de EPSPS en A. palmeri se encuentran en forma de moléculas de ADN circulares fuera de los cromosomas con diversas conformaciones. Asimismo se estableció que estas moléculas de ADN extracromosómico se transmiten a la próxima generación al unirse a cromosomas mitóticos y meióticos.

La investigación se hizo conocida con la publicación del siguiente artículo:
Extrachromosomal circular DNA-based amplification and transmission of herbicide resistance in crop weed Amaranthus palmeri
Por Dal-Hoe Koo, William T. Molin, Christopher A. Saski, Jiming Jiang, Karthik Putta, Mithila Jugulam, Bernd Friebe and Bikram S. Gill.
Publicado en PNAS Journal, marzo de 2018, vol. 115 no. 13

Los investigadores han dejado en claro que todavía quedan muchas preguntas sin contestar. No se conoce cuál es el origen de la EPSPS amplificada, la naturaleza de las estructuras de ADN amplificadas y los mecanismos responsables de mantener esta amplificación del gen en las células y su herencia.

Al mismo tiempo piensan que este tipo de resistencia es transitoria e inestable. Por una parte, esto significa, que se puede esperar que la no aplicación del glifosato provocaría una menor situación de estrés haciendo que las estructuras de defensa extracromosómicas desaparezcan, volviendo la especie a ser una planta vulnerable.

Aunque lamentablemente, también piensan que si las estructuras extracromosómicas llegaran a incorporarse al genoma cromosómico de la especie, la resistencia sería permanente, las plantas serían resistentes para siempre.

Para los agricultores, la conclusión práctica de esta investigación es algo que se viene repitiendo en todo el mundo en los últimos años, aunque todavía no se hubiera conocido la causa de la resistencia: “No abuse del glifosato”.

El control de malezas debe realizarse utilizando una estrategia que incluya otros herbicidas de mecanismos de acción diferente al glifosato, rotación de cultivos y control mecánico si se pudiera.

Tal vez de esta manera, la resistencia desaparezca y se pueda volver a usar el glifosato aunque, desde ya, en menor cantidad de aplicaciones y en muy pocos momentos clave del cultivo.