La edición del genoma, especialmente la tecnología CRISPR/Cas9, es inmensamente prometedora para mejorar los rasgos de las plantas, principalmente la resistencia a las enfermedades, y ofrece una alternativa más eficiente al mejoramiento tradicional.
por la Universidad Agrícola de NanJing
El virus del mosaico del nabo (TuMV), un tipo de potyvirus, amenaza gravemente los cultivos de col china (Brassica rapa). Las investigaciones existentes sugieren que los genes del factor de iniciación de la traducción (eIF) eucarióticos, como el eIF(iso)4E, desempeñan un papel fundamental en la resistencia al TuMV en Arabidopsis.
Se propuso que el gen eIF(iso)4E, que se ha informado que está estrechamente asociado con los genes de resistencia recesiva de Brassica, podría ser un objetivo adecuado para la edición del genoma de la resistencia al TuMV en especies de Brassica. Dado el éxito demostrado de CRISPR/Cas9 en la creación de resistencia contra varios virus mediante la edición de genes eIF en diferentes plantas, la posibilidad de apuntar al gen eIF(iso)4E para desarrollar especies de Brassica resistentes al TuMV representa una vía convincente para futuras investigaciones.
En abril de 2023, Horticulture Research publicó un artículo de investigación titulado » Edición de genes mediada por CRISPR/Cas9 para conferir resistencia al virus del mosaico del nabo (TuMV) en la col china (Brassica rapa) «.
En este estudio, los investigadores emplearon la técnica de edición del genoma CRISPR/Cas9 en la col china, específicamente en el cultivar B. rapa «Seúl», con el objetivo de desarrollar plantas resistentes al virus del mosaico del nabo (TuMV). Esto se logró insertando las construcciones CRISPR/Cas9 en el repollo, seguido del cultivo de brotes, la formación de raíces y el análisis de PCR.
De las plantas regeneradas, el 86,7% mostró los transgenes Cas9 deseados. Sin embargo, solo uno de los tres sgRNA dirigidos a tres genes eIF (iso) 4E mostró una eficiencia de edición significativa. Entre los genes asociados con eIF(iso)4E, sólo el Bra035393 mostró una corrección exitosa.
La secuenciación profunda confirmó aún más la alta eficiencia de la edición de genes en cuatro plantas específicas editadas con T 0 . Tras la progresión a la generación T 1 , se observaron varios patrones indel nuevos, categorizados en patrones simples, dobles y en mosaico, y se confirmó que las plantas mutantes editadas con eIF(iso)4E eran resistentes a TuMV.
Cuando se inocularon con TuMV, las plantas de tipo salvaje mostraron síntomas claros del virus en una semana, mientras que las plantas editadas, particularmente aquellas con alta frecuencia de indel, exhibieron resistencia. Esta resistencia se cuantificó analizando las cantidades de acumulación de proteína de cubierta del virus.
Se encontró una marcada correlación negativa entre la frecuencia de indel y la presencia de virus, lo que solidifica el papel de eIF(iso)4E en la resistencia a TuMV.
Fenotípicamente, las plantas editadas, incluso aquellas con síntomas menores de TuMV, mostraron un crecimiento y desarrollo saludables 30 días después de la inoculación, a diferencia de las contrapartes de tipo salvaje que exhibieron síntomas de mosaico característicos de TuMV, lo que atrofió su crecimiento.
Una evaluación adicional de la resistencia en un ambiente controlado reforzó estas observaciones, con plantas editadas, especialmente aquellas con una alta frecuencia de indel, que no mostraron diferencias discernibles con respecto a las plantas no inoculadas. Por el contrario, muchas plantas silvestres murieron o mostraron graves problemas de crecimiento.
En resumen, este estudio subraya el potencial de CRISPR/Cas9 para acelerar el proceso de mejoramiento para mejorar los rasgos deseados en los cultivos, ofreciendo un protocolo integral para refinar los atributos específicos en el repollo chino mediante la edición del genoma .
Más información: Ye-Rin Lee et al, Edición de genes mediada por CRISPR/Cas9 para conferir resistencia al virus del mosaico del nabo (TuMV) en la col china (Brassica rapa), Horticulture Research (2023). DOI: 10.1093/hora/uhad078
