N. benthamiana es una especie herbácea de la familia de las solanáceas indígena de Australia. Es una especie halotetraploide (2N = 4X = 38, 3,13 Gb) resultado de una antigua hibridación hace unos 10 millones de años, muy probablemente involucrando Nicotiana secciones Sylvestres y Noctiflorae. Hoy en día N. benthamiana es la especie vegetal preferida para el cultivo molecular, ya que es particularmente adecuada para producir proteínas recombinantes en biocontención. Esto se debe a su permisividad a la propagación de vectores de expresión transitorios y a la alta acumulación de productos recombinantes, como se destacó recientemente con el caso de ZMapp, un cóctel de anticuerpos utilizado durante el brote de ébola de 2015.
Un factor significativo en el éxito de N. benthamiana es la presencia, en la accesión utilizada para la Agricultura Molecular, de una inserción natural en el gen de la ARN polimerasa 1 dependiente de ARN, Rdr1, que da lugar a una reducción de silenciamiento génico. Este es un excelente ejemplo de cómo se puede explotar un rasgo específico de N. benthamiana para mejorar la planta como chasis de expresión y proporciona una excelente base para el proyecto Newcotiana.
El tabaco cultivado es una planta herbácea que se cultiva anualmente y pertenece a la familia de las solanáceas. N. tabacum es una planta alotetraploide (2N = 4X = 48, 5,06 Gb), que resultó de la hibridación interespecífica de N. sylvestris y N. tomentosiformis hace unos 0,2 millones de años.
La historia del cultivo del tabaco en Europa se remonta al siglo XVI, concentrándose inicialmente en sus atributos ornamentales y medicinales, no siendo hasta el siglo XX cuando se expandió su cultivo para el consumo con fines recreativos. El cultivo tradicional de tabaco está en declive en Europa, principalmente debido a la reducción en su consumo. De 1989 a 2014, la producción de tabaco de la UE-15 re redujo en un 70%. En 2007, el cultivo se abandonó por completo en tres Estados miembros (Austria, Bélgica y Chipre). Esta tendencia ha continuado en los últimos años, con una disminución media de la superficie total cultivada en la UE desde el período 2006-2014 del 11%, con algunos países especialmente afectados como Grecia, con una reducción del 22% y Bulgaria del 36%. Actualmente, el tabaco se cultiva en 12 países de la UE; los principales productores son Italia, Bulgaria, Grecia, España y Polonia, que representan aproximadamente el 85% de la superficie total de cultivo de tabaco en la UE. En 2014 el cultivo de tabaco en la UE representó apenas 90.886 ha e involucró a 54.470 productores especializados, principalmente ubicados en áreas rurales pobres, lo que hace que su declive sea un problema con implicaciones sociales. En el pasado se han realizado esfuerzos para encontrar usos alternativos para el tabaco, principalmente basados en su uso como cultivo bioenergético en combinación con la valorización de productos endógenos, pero hasta ahora estos enfoques no han sido comercialmente viables. Las perspectivas han empeorado con la reciente caída de los precios de los combustibles fósiles. Por lo tanto, la creación de líneas de “Newcotiana” que sean biofactorías competitivas de productos de alto valor añadido ayudando a preservar los puestos de trabajo en las áreas tradicionales de cultivo de tabaco tiene fuertes implicaciones sociales.
El tabaco es actualmente uno de los “chasis” más apropiados para ser utilizado en Agricultura Molecular por varias razones, que incluyen: (i) alta versatilidad metabólica; (ii) facilidad de cultivo y alto rendimiento; (iii) disponibilidad de herramientas genéticas para su manipulación genética; (iv) idoneidad para la aplicación de nuevas técnicas de mejora vegetal; (v) uso no alimentario, que minimiza la posibilidad de contaminación de la cadena alimentaria con productos industriales; (vi) riesgos insignificantes de cruzamiento con parientes silvestres nativos en la UE.
