A medida que las temperaturas globales continúan aumentando, mantener la calidad y el rendimiento de los cultivos adaptados a temperaturas más bajas se convertirá cada vez más en un desafío.
por la Universidad de Arkansas
Un cultivo que se sabe que se ve afectado por las altas temperaturas nocturnas durante la fase de maduración es el arroz , que puede exhibir una condición conocida como «calcáreo» debido al estrés por calor.
La tiza es cuando el gránulo de arroz es menos compacto debido a la disminución de la concentración de almidón. Esto puede resultar en menores rendimientos de molienda, calidad de cocción y valor de mercado general.
Un artículo publicado en Plant Journal por investigadores de la Universidad de Arkansas y la División de Agricultura del Sistema de la Universidad de Arkansas, o UADA, puede ofrecer un remedio para la tiza tanto genética como inducida por el calor. El documento, «La mutagénesis dirigida del gen de la pirofosfatasa de translocación H + vacuolar reduce la tiza del grano en el arroz», detalla cómo el equipo pudo editar genéticamente una cepa de arroz japonica para reducir la tiza.
Los investigadores se dirigieron específicamente a un gen que codifica la pirofosfatasa translocadora de H + vacuolar (V-PPasa), una enzima conocida por desempeñar un papel en el aumento de la tiza del grano. Usando la tecnología de edición de genes CRISPR-Cas9, el equipo pudo reducir la expresión de V-PPase editando un elemento promotor, que controla cuánto se expresa.
Las líneas de arroz mutadas dieron como resultado una disminución de siete a 15 veces en la tiza, dependiendo de la variedad de arroz, con el consiguiente aumento en el peso del grano. Los resultados se mantuvieron incluso bajo el aumento de las temperaturas nocturnas. En general, las líneas mutadas se caracterizaron por un empaquetamiento más compacto de los gránulos de almidón y la formación de granos de arroz translúcidos (en lugar de calcáreos), lo que muestra una clara mejora en la calidad del arroz.
El proceso fue lo suficientemente novedoso como para que el primer autor del artículo, Peter James Icalia Gann, becario Fulbright en el Programa de Biología Celular y Molecular, y la coautora, Vibha Srivastava, profesora del Departamento de Ciencias Ambientales, del Suelo y de Cultivos que tiene una cita conjunta con la U de A y la UADA, solicitó una patente provisional.
«Si queremos mantener la vida en nuestro planeta, es realmente importante identificar soluciones a los problemas en nuestros sistemas alimentarios que surgen con el aumento de las temperaturas promedio «, dijo Gann. «Estábamos muy emocionados de compartir nuestros hallazgos que utilizaron la edición de genes en el arroz para mejorar la calidad del grano que se mantiene constante, incluso bajo estrés por calor».
Más información: Peter James Icalia Gann et al, La mutagénesis dirigida del gen de la pirofosfatasa de translocación H + vacuolar reduce la tiza del grano en el arroz, The Plant Journal (2023). DOI: 10.1111/tpj.16317
