«Los legisladores deberían preocuparse por este estudio, ya que muestra que CRISPR/Cas9 se puede utilizar para mejorar los cultivos», afirma la investigadora del consorcio público CGIAR, Dra. Leena Tripathi, quien lidera una investigación en Kenia para desarrollar plátano resistente a enfermedades a través de edición genética.
Cornell Alliance for Science.- Aunque los programas de mejoramiento que utilizan la edición del genoma siguen en su infancia en el continente africano, las instituciones públicas de investigación están liderando el esfuerzo por utilizar la tecnología para frenar los persistentes desafíos de la producción agrícola.
La herramienta de edición del genoma conocida como CRISPR tiene el potencial de poner las capacidades de la biotecnología en manos de los investigadores del sector público y los pequeños campos, abordando problemas asociados con las enfermedades de las plantas y la resiliencia climática.
Un nuevo estudio realizado por científicos del Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA) en Nairobi, Kenia, muestra que los avances recientes en CRISPR pueden acelerar la mejora genética del plátano. IITA ha desarrollado su propio sistema de edición CRISPR/Cas9 para comenzar a desarrollar plátanos resistentes a enfermedades, según el estudio publicado recientemente en Plant Biotechnology Journal.
El estudio demuestra que CRISPR/Cas9 es una herramienta clave para la mejora de cultivos al otorgar plantas con un rasgo importante: la resistencia a enfermedades. También confirma la disponibilidad de experiencia y habilidades para aplicar la edición del genoma al mejoramiento de cultivos en Kenia.
La producción de plátano está severamente restringida por muchos patógenos y plagas, que a menudo coexisten, agravando el problema de la pérdida de cosechas. El uso de variedades de plátano resistentes a enfermedades es una de las formas más efectivas de mitigar los impactos negativos de los patógenos en la producción de plátano dicen los investigadores.
El estudio surge en un momento en el que se presta atención al llamado urgente para cerrar la brecha de rendimiento en cultivos básicos y mejorar la producción de alimentos para alimentar al mundo. Los expertos advierten que la aplicación de la edición del genoma tiene el potencial de mejorar la productividad agrícola, impulsando la seguridad alimentaria.
» En África, el énfasis debería estar en el plátano en lugar de los cereales, a diferencia de otras partes del mundo, ya que es uno de los principales cultivos utilizados para alimentos básicos y generación de ingresos», dice la Dra. Leena Tripathi, autor senior del estudio.
“Además, la inversión en el mejoramiento genético del plátano ofrece excelentes perspectivas para mejorar la seguridad alimentaria, ya que estos cultivos alimentan a más personas por unidad de área de producción que otros cultivos básicos”, agrega. “Los formuladores de políticas deberían preocuparse por este estudio, ya que demostró la aplicación de CRISPR/Cas9 para la mejora de cultivos con un rasgo importante: la resistencia a las enfermedades. Además, todos los pasos de este estudio se realizaron en Nairobi, lo que demuestra la capacidad local para aplicar la edición del genoma».
Después de establecer la herramienta de edición del genoma para el plátano, los investigadores del IITA en el estudio se centraron en la resistencia a las enfermedades, en particular la enfermedad del marchitamiento por xantomonas del banano (BXW). BXW es una de las enfermedades más devastadoras que afectan a la producción de plátano en África oriental y central. Todas las variedades de plátano cultivadas en esas regiones son susceptibles a la enfermedad de BXW.
Las pérdidas económicas generales de BXW se estiman en US $2-8 mil millones durante una década. Por lo tanto, el uso de variedades resistentes a enfermedades es una de las estrategias más efectivas para manejar enfermedades y ayudar a los agricultores a mejorar la producción.
Este estudio exploró si la eliminación de genes de susceptibilidad específicos, como la resistencia al mildiú velloso 6 (DMR6), puede proporcionar resistencia a la enfermedad BXW.
“Tenemos una prueba de concepto de que la eliminación de MusaDMR6 en el plátano mostró una mayor resistencia a una enfermedad crítica, BXW, y no mostró ningún efecto perjudicial sobre el crecimiento de las plantas”, dice Tripathi. «Sin embargo, el rendimiento de estos mutantes de plátano debe evaluarse en condiciones de campo».
Los investigadores utilizaron la edición del genoma para eliminar el gen ortologo DMR6 en el plátano para desarrollar resistencia a la enfermedad BXW. El estudio descubrió que existen múltiples ortólogos DMR6 en el plátano. «La expresión diferencial a través de qRT-PCR confirmó que la expresión del gen Musa DMR6 se activa durante la infección por patógenos en el cultivo de plátano susceptible», señala Tripathi.
A medida que continúa el esfuerzo por impulsar la adopción de la biotecnología, es evidente que se necesitan inversiones adicionales en capacidades de selección genética para nuevas técnicas de mejoramiento, como las que utilizan CRISPR/Cas9. Hasta la fecha, la edición del genoma se ha aplicado principalmente para mejorar el rendimiento de los cultivos, la calidad de las plantas y la resistencia al estrés. Los científicos centran cada vez más su atención en su papel en el desarrollo de variedades de cultivos alimentarios resistentes a las enfermedades, como lo demuestra el estudio del IITA sobre la enfermedad BXW.
El estudio fue apoyado por el programa de CGIAR para cultivos de raíces, tubérculos y plátanos (RTB). Los plátanos se agrupan con raíces y tubérculos en parte debido a la forma en que se cultivan y también a su papel clave como alimentos básicos perecederos en muchos países en desarrollo. En los trópicos húmedos de África, los cultivos de LPC son los principales alimentos básicos, ya que suministran entre el 25 y el 57% de las calorías y la dieta.
Todos los cultivos de RTB se producen vegetativamente a partir de material de siembra voluminoso y perecedero. Esto crea desafíos comunes para la producción y distribución de semillas, así como desafíos severos por la acumulación de enfermedades y su posterior propagación. Los sistemas de semillas de RTB son en su mayoría informales, y los agricultores comparten material de siembra de sus campos, según CGIAR.
Las raíces, los tubérculos y los plátanos mejoran la resiliencia del sistema alimentario porque a menudo tienen características clave que les permiten sobrevivir a los patrones climáticos cambiantes, incluidas las sequías y las inundaciones. También pueden manejar condiciones adversas del suelo como la salinidad y el anegamiento, así como eventos catastróficos como las tormentas tropicales, porque las raíces y los tubérculos están enterrados de manera segura bajo tierra. Por lo tanto, se convierten en cultivos estratégicos para apoyar los medios de vida rurales incluso en condiciones climáticas y ambientales desafiantes.
- Fuente: https://allianceforscience.cornell.edu/blog/2021/06/genome-editing-helps-african-researchers-develop-disease-resistant-banana-varieties/
- Estudio: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13614#.YKyeD-21cIU.linkedin
