Plantas de tabaco con sobreexpresión de tiorredoxina f como cultivo energético alternativo

Abstract

En los últimos años, la escasez de combustibles fósiles, el encarecimiento de su precio y la conservación del medio ambiente han hecho del desarrollo de biocombustibles como fuente de energía renovable una prioridad. Resultados preliminares, obtenidos en el laboratorio de Agrobiotecnología Vegetal (IdAB), muestran que la sobreexpresión plastidial de la tiorredoxina f (Trxf) en plantas de tabaco (cv. Petite Havana) produce un aumento de los niveles de almidón en los cloroplastos de las hojas transformadas. Dada la creciente demanda de bioenergía, se plantean como objetivos de este trabajo el estudio de la sobreexpresión de la Trxf en los cloroplastos de la variedad comercial de tabaco Virginia Gold y la valoración de las plantas obtenidas como posible cultivo energético. Para ello, se transformaron plastidialmente hojas de tabaco con el vector pL3-PrrnG10L-Trxf y se comprobó la integración de los transgenes en el genoma plastidial y la homoplasmia mediante Southern blot. El análisis de los niveles de expresión de proteína mostró una sobreexpresión de Trxf recombinante que se correspondía con un aumento de las cantidades de almidón en las plantas transformadas. Los litros de bioetanol por hectárea que podríamos obtener con estas plantas transgénicas de tabaco rondan los 1350 L, superando el rendimiento medio obtenido con trigo y acercándose a valores registrados en otros cultivos energéticos como patata o maíz. Por tanto, este estudio ha demostrado que las plantas de tabaco de la variedad Virginia Gold con sobreexpresión de tiorredoxina f deberían tenerse en cuenta como futuro cultivo energético alternativo para la producción de bioetanol.

In the last few years, concerns about fossil fuels supplies, the increasing oil prices, and greater recognition of the environment have driven interest in transportation biofuels. Preliminary results obtained in the laboratory of Plant Agrobiotechnology (IdAB) show that overexpression of plastidial thioredoxin f (Trxf) in tobacco plants (cv. Petite Havana) rises starch levels in chloroplasts of transformed leaves. Due to the increasing demand for bioenergy, this work aims to study Trxf overexpression in tobacco chloroplasts of the commercial variety Virginia Gold and to evaluate plants as a possible energy crop. For that purpose chloroplast transformation of tobacco plants has been assessed with the pL3-PrrnG10L-Trxf vector and the integration of transgenes in the plastid genome and homoplasmy was verified by Southern blot. Analysis of protein expression levels showed an overexpression of recombinant Trxf, which matched with the increased concentrations of starch quantified in transformed plants. The amount of bioethanol per hectare that could be obtained with these transformed tobacco plants are around 1350 L, which is more that the yield obtained with wheat and similar to those values registered in other energy crops such as potato or corn. Therefore, this study has shown that Trxf overexpressing tobacco plants should be considered as an alternative energy crop for bioethanol production.