Un equipo de investigación liderado por expertos del Instituto Leibniz IPK ha logrado alterar el gen de la cebada utilizando el editor de genes Cas9, creando resistencia a importantes virus, según un artículo publicado en Plant Biotechnology Journal por el portal Phys.org.
Al igual que los hongos patógenos y los insectos dañinos, los virus causan graves daños a los cultivos. En el caso de los cereales, cada vez cobran más importancia los virus que se transmiten a las plantas a través de los microorganismos del suelo. Para la cebada, estos son principalmente los virus del mosaico BaYMV y BaMMV. Ambos se transmiten a las plántulas jóvenes de cebada de invierno en otoño y pueden provocar pérdidas de rendimiento de hasta el 50 por ciento.
Aunque casi todas las variedades modernas de cebada de invierno europea son resistentes a estos virus, algunas cepas de virus ya han superado esta protección a través de la adaptación genética. Un gran avance de la línea natural de defensa antiviral es solo cuestión de tiempo. Dada la laboriosidad de las actividades de mejoramiento, existe una necesidad urgente de identificar nuevas fuentes de resistencia y desplegarlas en el mejoramiento de manera acelerada.
En busca de estas nuevas resistencias, un equipo de investigación dirigido por especialistas del IPK del Instituto Leibniz evaluó material del banco de genes del instituto. En 2014, encontraron lo que buscaban en variedades locales y parientes silvestres de la cebada cultivada.
“Nuestros estudios han demostrado que el gen PDIL5-1, que está involucrado en la formación de estructuras proteicas tridimensionales, juega un papel central en la resistencia de las plantas a los virus. Este es el llamado factor de susceptibilidad, que los virus del huésped utilizan para multiplicarse en los tejidos de las plantas. Para nosotros fue decisivo que el material del banco de germoplasma resistente contuviera variantes del gen PDIL5-1 que perdieron su función como consecuencia de la mutación y, por tanto, ya no puede ser utilizado por el virus”, explica Robert Hoffey, primer autor del trabajo científico del Instituto Leibniz.
“Sin embargo, cruzar plantas con esta variante de genes mediadores de resistencia con material de mejoramiento de cebada de invierno europea existente es laborioso y requiere mucho tiempo. Por lo tanto, utilizamos las tijeras del gen Cas9 para eliminar el gen PDIL5-1 en dos cultivares de cebada susceptibles mediante mutagénesis dirigida al sitio, logrando así el éxito mucho más rápido y sin cambios genéticos adicionales en los cultivares de cebada. Las plantas objetivo fueron resistentes a la infección por el virus del mosaico de la cebada (BaMMV) en ensayos de invernadero sin efectos adversos en el crecimiento o el rendimiento”, dijo el científico.
Los científicos creen que la modificación de los genes PDIL también podría generar resistencia a los virus en otras especies de plantas y abrir nuevas vías de investigación.
(Fuente: phys.org. En la imagen se muestra un mosaico amarillo típico en las hojas de una planta de cebada infectada con BaMMV en un invernadero (izquierda) en comparación con una planta sana (derecha). Foto cortesía del Instituto IPK Leibniz).
