Para inducir artificialmente cambios hereditarios en las plantas se utilizan agentes físicos o químicos. La radiación ionizante es un agente físico muy utilizado para tratar las semillas y otros materiales vegetales de cultivos a fin de generar mutaciones hereditarias.
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Inducción de mutaciones
Durante miles de años, se han utilizado medios naturales para inducir la diversidad genética y mejorar los principales cultivos alimentarios. Ahora bien, la frecuencia de esas mutaciones es insuficiente para satisfacer las necesidades actuales. Uno de los avances más importantes en la historia de la genética fue descubrir que las mutaciones pueden inducirse mediante mutágenos físicos y químicos (agentes que modifican el material genético de un organismo). Durante más de 70 años, la inducción de mutaciones, junto con la detección de mutaciones, un elemento clave de la mejora por inducción de mutaciones, ha sido un importante instrumento del que se han servido los fitogenetistas para aumentar la diversidad genética de las plantas y obtener nuevas cepas mutantes con características mejoradas.
Junto con la FAO, el OIEA ayuda a los Estados Miembros a crear y a adoptar tecnologías de base nuclear que optimicen las prácticas de inducción de mutaciones, con el objetivo de intensificar la producción de cultivos y preservar los recursos naturales.
Empleo de la irradiación para provocar cambios genéticos hereditarios
Ya sean espontáneas o inducidas, las mutaciones suelen ser el resultado de deleciones, inversiones o traslocaciones a gran escala de cromosomas, o de mutaciones puntuales (un tipo de mutación que provoca un solo cambio, inserción o deleción en el material genético) del ADN. Los mutágenos físicos suelen producir cambios cromosómicos y deleciones en el ADN de mayor envergadura, mientras que los mutágenos químicos suelen dar lugar a mutaciones puntuales.
El grado de mutación también depende del tejido y del tiempo y la dosis de exposición. Por lo general, las mutaciones en el ADN son las que más interesan a los productores. Sin embargo, las mutaciones que alteran la estructura cromosómica para aumentar el número de recombinaciones (la producción de descendencia con combinaciones de rasgos que difieren de los que se encuentran en cualquiera de los padres) y rompen ligamientos no deseados también son extremadamente valiosas.
Los mutágenos físicos, principalmente la radiación ionizante, pueden aumentar la tasa de mutación natural de 1000 a 1 millón de veces, y se han utilizado de forma generalizada para inducir cambios genéticos hereditarios. Más del 70 % de las variedades de cultivos mutantes inducidas y en circulación se han creado utilizando mutágenos físicos. Desde la década de 1960, los rayos gamma se han convertido en el agente mutagénico más frecuentemente utilizado en la mejora por inducción de mutaciones.
Las semillas u otras propágulas vegetales (como el polen, las esporas o los esquejes) suelen exponerse durante unos segundos o unos minutos a una fuente de cobalto 60, o son irradiadas en máquinas de rayos X. También pueden irradiarse plantas enteras o plántulas, en invernaderos gamma o en campos gamma. Este proceso se llama irradiación crónica. Si el propio mecanismo de reparación de la célula no repara las mutaciones resultantes, se habrá generado una mutación hereditaria.
Durante los últimos dos decenios, la irradiación mediante haces de iones se ha revelado como un mutágeno excepcional y eficaz. Otros tipos de radiación mutagénica, como los rayos X, las partículas α y β, los neutrones rápidos o la luz ultravioleta, también han demostrado su utilidad en la inducción de mutaciones en plantas, tanto para tipos concretos de material como con fines específicos. Un ejemplo es el uso de neutrones rápidos para inducir grandes deleciones de material genético.
