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Aislamiento de genes marcadores mejora controles de plagas de insectos

El OIEA, en cooperación con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), ha ayudado a los países a poner en práctica la TIE, técnica que utiliza la radiación para esterilizar insectos nocivos y, con el tiempo, eliminar o erradicar así sus poblaciones.

Las moscas de la fruta pueden ser una molestia en la cocina y, lo que es más importante aún, en tierras cultivables de todo el mundo estas plagas sumamente destructivas pueden causar estragos en la producción de frutas y hortalizas.


Con la técnica del insecto estéril (TIE), la ciencia y la tecnología nucleares han ayudado a eliminar esas plagas de manera respetuosa con el medio ambiente.


En general son las hembras las que dañan las frutas al poner huevos en ellas. La TIE, en cuyo contexto se crían y se sueltan cientos de millones de insectos, debe concentrarse en el macho, que no destruye los productos agrícolas ni causa daños económicos.


Por ende, la TIE logra su mayor eficacia cuando se pueden separar los machos de las hembras antes de la irradiación. “La TIE es más eficiente y eficaz con relación al costo cuando se sueltan únicamente insectos machos, lo que en general se logra a través de métodos de separación, como las cepas de sexado genético”, indica Konstantinos Bourtzis, biólogo molecular del Centro Conjunto FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura y coautor de un artículo publicado a principios de este año en la revista Nature Communications. Las cepas de sexado genético permiten separar por sexo grandes cantidades de insectos en etapas tempranas de su ciclo de desarrollo (véase Sexado genético para una aplicación más eficiente de la TIE). “Uno de los componentes más costosos de la TIE es la cría —añade el Sr. Bourtzis—. ¿Por qué criar hembras si no las necesitamos para las sueltas?”

Las cepas de sexado genético necesitan un gen marcador de selección, es decir, un gen específico vinculado al sexo del insecto y que permite la separación de machos y hembras.


Un marcador de selección que se ha utilizado para construir cepas de sexado genético en algunas de las especies de plagas tefrítidas más destructivas —Ceratitis capitata (mosca del Mediterráneo), Bactrocera dorsalis (mosca oriental de la fruta) y Zeugodacus cucurbitae (mosca del melón)— es el color de la crisálida. Las crisálidas son insectos en estado inmaduro, en etapa de transición entre las larvas y los insectos adultos.

En un estudio realizado recientemente por expertos del Centro Conjunto FAO/OIEA, en colaboración con varias instituciones de investigación, los científicos aislaron el gen de la crisálida blanca responsable del color de las crisálidas en los tefrítidos.

“El color original de la crisálida es el marrón, aunque las mutaciones en el gen pueden modificar el color de marrón a blanco. Esto permite asociar el color marrón de las crisálidas a los machos y el color blanco a las hembras y construir así la cepa de sexado genético. Resulta interesante saber que la gran mayoría de los insectos sometidos a prueba tenían el gen de la crisálida blanca, incluidas especies de insectos de importancia para la TIE”, dice el Sr. Bourtzis.

El aislamiento del gen de la crisálida blanca, en combinación con su presencia en la mayoría de las especies de insectos, permitirá desarrollar más rápidamente cepas mutantes que podrían utilizarse para las cepas de sexado genético.


A modo de estudio demostrativo preliminar se desarrollaron nuevas cepas con el gen mutante de la crisálida blanca para la mosca del Mediterráneo y la mosca de los frutos de Queensland, Bactrocera tryoni.

“Ahora es posible crear esas variantes de colores en nuevas especies de manera específica y eficaz mediante una edición genómica mínimamente invasiva y sin introducir ningún gen foráneo —dice Marc F. Schetelig del Instituto de Biotecnología de Insectos de la Universidad Justus-Liebig de Giessen y coautor del estudio—.


Llevar este sistema a nuevas especies permitirá ampliar el alcance de los programas de la TIE y gestionar mejor y con más éxito las plagas de insectos a escala zonal”.

BASE CIENTÍFICA Sexado genético para una aplicación más eficiente de la TIE Una cepa de sexado genético es una cepa que permite realizar sueltas únicamente de machos para las aplicaciones de la TIE. Con la cepa de sexado genético un marcador de selección determinado, en general un rasgo fenotípico, se vincula al sexo para ayudar en el proceso de clasificación. Algunas cepas de sexado genético podrían tener más de un marcador.


La cepa VIENNA 8 de la mosca del Mediterráneo tiene dos marcadores de selección: el gen de la crisálida blanca y el gen termosensible. Al igual que el gen de la crisálida blanca, el gen termosensible es un marcador fundamental dado que ha permitido asociar la resistencia a las temperaturas con los machos y la sensibilidad a las temperaturas con las hembras.


Cuando los embriones se exponen a temperaturas elevadas, a 34 o 35 grados Celsius, solo los machos sobreviven. “En esta cepa de sexado genético en particular, el gen de la crisálida blanca nos permite controlar la estabilidad genética del sistema de sexado eliminando a cualquier “intruso”, como los especímenes que tienen el color de crisálida o el perfil termosensible equivocados”, dice el Sr. Bourtzis.


La cepa de sexado genético contribuye a la producción y la suelta de machos únicamente de manera eficaz con relación al costo para las aplicaciones de la TIE, dado que los recursos no se gastan en la cría y la esterilización de hembras que deben desecharse, lo que optimiza la producción en masa y la aplicación en el terreno.