El enfoque innovador tiene como objetivo crear variedades de patatas resistentes a enfermedades, y luego otros cultivos, mediante una innovadora tecnología de edición del genoma para reducir el uso de pesticidas en el futuro.
La ingeniería genómica ha transformado la biotecnología vegetal y la agricultura. La mejora de cultivos utilizando técnicas de edición genética recientemente desarrolladas es ahora más fácil, rápida y precisa que nunca.
Las patatas cultivadas ( Solanum tuberosum L. ) se cultivan en todo el mundo y, según la producción mundial anual, ocupan el cuarto lugar en términos de producción mundial después del maíz, el trigo y el arroz, y el tercer lugar en términos de consumo después del arroz y el trigo.
Las características genéticas únicas de las patatas cultivadas, como la herencia tetrasómica, la alta heterocigosidad genómica y la depresión endogámica, dificultan el mejoramiento tradicional de este importante cultivo. Por tanto, la edición del genoma proporciona un excelente arsenal de herramientas para mejorar las características de la papa. Además, utilizando protocolos de transformación especiales, es posible crear variedades comerciales sin transgenes.
A diferencia de otros cultivos básicos como el maíz, que obtiene alrededor de un 1% de aumento en el rendimiento genético cada año, las mejoras en el rendimiento de la papa han sido insignificantes durante el último siglo. Esto se debe a que el mejoramiento tradicional de la papa es un proceso lento que se ve obstaculizado por muchos factores. La mayoría de las patatas cultivadas son tetraploides y tienen genomas altamente heterocigotos. También hay unas cincuenta características que afectan el valor de una variedad comercial.
Esta complejidad genética, junto con ciclos generacionales relativamente largos y depresión endogámica, hacen que sea extremadamente difícil obtener la combinación alélica deseada en la descendencia. Asimismo, la introducción de nuevos rasgos mediante el cruce con variedades silvestres puede provocar la pérdida de la combinación alélica.
Dado que la producción moderna de papa sufre pérdidas de cultivos debido a plagas y patógenos, incluido el tizón tardío, el marchitamiento bacteriano, varios tipos de virus de la papa, etc., existe una necesidad obvia de implementar técnicas de mejoramiento innovadoras y aceleradas para crear rasgos deseables en las papas.
William de Martinez de la Universidad de Wageningen investigó la edición del genoma de plantas de papa utilizando el sistema CRISPR-Cas12a y presentará los resultados en su tesis doctoral en la Universidad de Wageningen.
“Este método es diferente del CRISPR-Cas9 más utilizado. CRISPR-Cas12a utiliza las características especiales de Cas12a para cortar las partes no funcionales de los genes de resistencia e insertarlas en las partes funcionales, desencadenando así una resistencia inactiva. Esto es posible porque Cas12a corta el ADN, dejando extremos pegajosos que pueden usarse para insertar directamente ADN nuevo. Los experimentos proporcionaron evidencia de prueba de concepto que demostró la restauración real de genes de resistencia en las patatas. El objetivo de la investigación es crear variedades de plantas resistentes a enfermedades mediante la edición del genoma para reducir el uso de productos fitosanitarios en el futuro”, compartió el científico.
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