Biotecnología Biotecnología en el agro Estados Unidos

CRISPR podría ser la única esperanza del plátano contra un hongo mortal


Los investigadores están utilizando la herramienta de edición de genes para aumentar las defensas de la fruta y evitar la extinción de una gran variedad comercial.


Amy Maxmen


La carrera para diseñar la banana de próxima generación está en marcha. El gobierno colombiano confirmó el mes pasado que un hongo que mata bananas ha invadido las Américas, la fuente de gran parte del suministro mundial de bananas. La invasión ha dado nueva urgencia a los esfuerzos para crear fruta que pueda resistir el flagelo.

Los científicos están utilizando una combinación de enfoques para salvar el plátano. Un equipo en Australia ha insertado un gen de plátanos silvestres en la variedad comercial más importante, conocida como Cavendish, y actualmente está probando estos plátanos modificados en ensayos de campo. Los investigadores también están recurriendo a la poderosa y precisa herramienta de edición de genes CRISPR para aumentar la resistencia de Cavendish contra el hongo, conocido como Fusarium wilt tropical race 4 (TR4) .

No es posible engendrar resistencia TR4 en Cavendish utilizando métodos convencionales porque la variedad es estéril y se propaga por clonación. Entonces, la única forma de salvar al Cavendish puede ser modificar su genoma, dice Randy Ploetz, un patólogo de plantas en la Universidad de Florida en Homestead. La variedad representa el 99% de los envíos mundiales de banano.

James Dale, biotecnólogo de la Universidad Tecnológica de Queensland en Brisbane, Australia, comenzó a recibir consultas sobre sus bananas genéticamente modificadas (GM) en julio, cuando surgieron los primeros rumores de que TR4 había llegado a Colombia. «Entonces Colombia declaró una emergencia nacional», dice Dale, «y ahora la cantidad de interés está por las nubes».

Una alternativa atractiva

Esta no es la primera vez que una variedad de banano comercial se enfrenta a la extinción. En la primera mitad de la década de 1900, otra cepa del hongo Fusarium llamada TR1 casi aniquiló al mejor plátano de la era, el Gros Michel. Pero los agricultores tenían un respaldo en Cavendish, que era resistente al TR1, lo suficientemente resistente como para soportar el manejo durante la exportación y tenía una textura y sabor ampliamente aceptables. En la década de 1960, los grandes productores de banano como Chiquita, ahora con sede en Fort Lauderdale, Florida, se estaban cambiando a Cavendish.

No hay alternativa fácil esta vez. Rodomiro Ortiz, un genetista de plantas de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas en Alnarp, dice que ninguna especie de banano natural tiene las cualidades que han hecho al Cavendish tan popular y la capacidad de resistir el TR4.

Y el hongo es un oponente duro. No se puede matar con fungicidas, y puede permanecer en el suelo por hasta 30 años. Eso ha ayudado a TR4 a extenderse lentamente por todo el mundo, probablemente enganchándose en equipos contaminados o en el suelo. La cepa comenzó a destruir los cultivos de banano en la década de 1990 en Asia antes de invadir Australia y los países de Oriente Medio y África. Ahora TR4 está en las Américas, y los investigadores dicen que Cavendish podría extinguirse virtualmente en las próximas décadas a menos que puedan modificarlo para resistir el hongo.

El equipo de Dale se ha centrado en alterar las plantas Cavendish mediante la inserción de un gen del plátano silvestre Musa acuminate malaccensis que confiere resistencia a TR4. Después de publicar resultados prometedores 1 en 2017 de un pequeño ensayo de campo, comenzó un estudio más amplio hace 15 meses. Dale y sus colegas han plantado Cavendish transgénico en media hectárea de tierra infestada con TR4 en el norte de Australia. Los plátanos transgénicos están bien, dice Dale, mientras que aproximadamente un tercio de los plátanos regulares que plantó para la comparación están infectados con el hongo.

Planea solicitar la aprobación de los reguladores australianos para comercializar un plátano Cavendish transgénico después de que finalice el estudio en 2021. Pero es imposible predecir si los funcionarios darán el visto bueno, o cuánto tiempo podría tomar la aprobación.

Incluso si el plátano transgénico de Dale gana la aprobación, venderlos podría ser un problema. Los cultivos transgénicos han enfrentado durante mucho tiempo el rechazo público en todo el mundo, especialmente en Europa. «James tiene excelentes plátanos que parecen casi inmunes a TR4», dice Ploetz. «Pero si los consumidores comprarán estos es otro problema completamente».

Yendo a las bananas con CRISPR

En un intento por hacer que las bananas biotecnológicas sean más apetecibles para los reguladores, Dale también está editando el genoma de Cavendish con CRISPR para aumentar su resistencia a TR4, en lugar de insertar genes extraños. Específicamente, está tratando de activar un gen latente en Cavendish que confiere resistencia a TR4, el mismo gen que identificó en M. acuminate . Pero el trabajo aún está en sus primeras etapas. «Pasarán un par de años antes de que estos entren al campo para las pruebas», dice Dale.

Otros investigadores están utilizando CRISPR para aumentar las defensas de Cavendish de diferentes maneras. Leena Tripathi, bióloga molecular del Instituto Internacional de Agricultura Tropical en Nairobi, Kenia, está utilizando la herramienta de edición de genes para suprimir los genes Cavendish que parecen hacer que la planta sea vulnerable a TR4. Hasta ahora, solo ha editado tejido Cavendish en el laboratorio. El siguiente paso será hacer crecer el tejido en retoños y luego ver si las plantas sobreviven a la exposición a TR4. Investigadores en Filipinas se han ofrecido para ayudar a probar Cavendish editado por Tripathi en su país; TR4 está presente allí, pero no en Kenia.

Plántula de plátano editado utilizando CRISPR / Cas9 para luchar contra la raza marchita Fusarium 1
Los investigadores editaron el genoma de las plantas jóvenes de banano para resistir una cepa de hongo llamada Fusarium wilt tropical race 1. Crédito: Jaindra Tripathi / IITA-Kenya

Y una nueva empresa de biotecnología, Tropic Biosciences en Norwich, Reino Unido, está tratando de usar CRISPR para estimular el sistema inmunológico de Cavendish. Todas las plantas producen pequeñas cadenas de ARN que controlan la actividad de algunos de sus propios genes. Y estudios recientes 2 sugieren que algunas de estas cadenas de ARN a veces pueden suprimir genes en patógenos, paralizando a los invasores. La compañía de biotecnología está utilizando CRISPR para editar cadenas de ARN en Cavendish para silenciar genes en TR4.

Pero no está claro cómo los reguladores de todo el mundo saludarán a las bananas editadas genéticamente. En 2016, el Departamento de Agricultura de EE. UU. Decidió no regular un hongo cuyo genoma fue editado utilizando CRISPR, lo que sugiere que podrían tratar los plátanos editados de manera similar. Y los gobiernos de Colombia, Chile, Brasil, Japón e Israel han publicado declaraciones oficiales que indican que también podrían ser indulgentes con los cultivos editados con CRISPR. Sin embargo, la Unión Europea ha dicho que evaluará los cultivos editados genéticamente tan estrictamente como lo hace con otros alimentos modificados genéticamente.

Ortiz apoya los esfuerzos de ingeniería de los investigadores, pero advierte que no se centre únicamente en una solución biotecnológica al flagelo del plátano. Hay más de mil otros tipos de plátanos aparte del Cavendish, dice. No producen rendimientos tan grandes como los de Cavendish, tampoco se envían ni saben igual, pero Ortiz dice que las compañías comerciales de banano podrían intentar crear un mercado para estas variedades alternativas.

«Debemos aprovechar la diversidad disponible», dice, «y tener una campaña de marketing que diga que puedes disfrutar el plátano de otras maneras».doi: 10.1038 / d41586-019-02770-7

Referencias

  1. 1)Paul, JY y col. Plant Biotechnol. J. 9 , 1141-1148 (2011).
  2. 2)Huang, CY y col. Cell Host Microbe 26 , 173-182 (2019).

Leer más


DEJA UNA RESPUESTA

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com