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Transfieren genes desde el trigo a la cebada, generando resistencia a la roya del tallo


Los genes que confieren resistencia a la roya del tallo, una enfermedad fúngica que causa pérdidas totales, se han transferido con éxito mediante ingeniería genética desde el trigo a la cebada.


Jhon Innes Centre / .- En un avance que podría conducir a un uso más amplio de genes de resistencia provenientes de parientes silvestres de cultivos de élite, el equipo del Centro John Innes (JIC) utilizó técnicas de modificación genética (GM) para fortalecer plantas de cebada con genes que demostraron tener actividad defensiva en el trigo.

Los investigadores ven la investigación como un modelo para futuros esfuerzos para proteger los cultivos contra la creciente amenaza de los hongos patógenos virulentos.

En contraste con el trigo, donde se han encontrado 82 genes de resistencia a la roya del tallo, solo se han descubierto 10 en la cebada.

Los esfuerzos de investigación para transferir esta resistencia genética de un miembro comercialmente valioso de la familia de las gramíneas a otro mediante el cruzamiento tradicional han resultado infructuosos.

En este muevo experimento, los investigadores del grupo del Dr. Brande Wulff utilizaron plantas de cebada transgénica para probar la funcionalidad de cuatro genes de roya del tallo clonados del trigo. Este estudio que aparece en la revista Plant Biotechnology reveló que las plantas de cebada transgénicas parecían más resistentes a la roya del tallo que las plantas de cebada con genes de resistencia endógena que han evolucionado dentro del cultivo.

“Hemos demostrado que los genes de resistencia a la roya del tallo del trigo funcionan en la cebada, algo que no se ha logrado mediante cruces amplios entre parientes de gramíneas. Dado que ahora sabemos que los genes de resistencia del trigo funcionan en la cebada, es probable que la resistencia de la cebada también funcione en el trigo, que es un cultivo mucho más grande e importante. Por lo tanto, esto podría expandir la reserva de genes de resistencia disponibles para el trigo para desarrollar resistencia a sus principales enfermedades ”, dice el Dr. Asyraf Hatta, primer autor del estudio.

Al explotar los recursos que no están disponibles a través del mejoramiento tradicional, dice el autor correspondiente, el Dr. Brande Wulff, el estudio es una señal clara para los responsables políticos de la necesidad de utilizar técnicas modernas de mejoramiento de precisión como la modificación genética y la edición de genes en el campo de la protección de cultivos.

“Esto ofrecerá más control sobre cómo se despliegan dichos genes de resistencia, incluida la garantía de que se desplieguen en pilas que maximicen la durabilidad de este preciado recurso genético”, afirma.

En los últimos 20 años, la roya del tallo causada por el hongo Puccinia graminis ha resurgido como una gran amenaza para la producción de trigo y cebada en África, Europa y partes de Oriente Medio.

La domesticación del trigo condujo a una reducción de la complejidad genética ya que los agricultores buscaron enfatizar los rasgos asociados con el rendimiento y la productividad. Esta pérdida de complejidad genética ha dejado cultivos vulnerables a plagas y patógenos nuevos y emergentes. Los parientes silvestres son una fuente importante de variación genética para la resistencia a las enfermedades, pero durante décadas los mejoradores han luchado para acceder a esto mediante el cruzamiento tradicional.

Este estudio muestra que, en un entorno político que permita el desarrollo genético de la resistencia, podríamos proteger nuestros cultivos de los patógenos inducidos por el cambio climático.

“Nuestro siguiente paso es clonar genes de resistencia de enfermedades importantes del trigo a partir de pastos silvestres que son sexualmente incompatibles con el trigo y la cebada, y luego diseñar apilamientos o combinaciones de múltiples genes que serían difíciles de superar para los patógenos. Mostrar que los genes de la cebada funcionan en el trigo hexaploide (pan) también agregaría más peso a nuestros hallazgos ”, dice el Dr. Wulff.

Los investigadores del Centro John Innes trabajaron con Brian Steffenson (Universidad de Minnesota, EE. UU.) Y Sambasivam Periyannan (CSIRO, Australia).


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