Investigadores de la Universidad Estatal de Kansas dicen que un trabajo para mejorar los genes en variedades de trigo usando una tecnología de edición de genes es otro paso positivo hacia la seguridad alimentaria global.
"La seguridad alimentaria y la oferta de alimentos son una de las principales cuestiones del mundo en el futuro", dijo Eduard Akhunov, profesor de genética y patología. "Con el creciente aumento del tamaño de la población y un declive en la cantidad de tierras disponibles para cultivos, realmente necesitamos intensificar la agricultura de forma sostenible".
Akhunov y sus colegas están trabajando con la edición de genes, una tecnología desarrollada en los últimos cinco años que puede ser usada para modificar con alta precisión cualquier gen de un organismo vivo. El trabajo de los investigadores con trigo fue publicado en la primera edición de la revista académica CRIPR Journal, que fue lanzada a mediados de febrero.
La tecnología CRISPR-Cas9, introducida el 2012, es una simple y poderosa herramienta para la edición de genomas, un conjunto completo de material genético presente en la célula. Akhunov afirmó que esto permite a los investigadores fácilmentar el cambio de las secuencias de ADN, creando nuevas variantes de un gen con propiedades mejoradas o defectos corregidos en un gen.
"Usted puede considerar el CRISPR-Cas9 como unas tijeras moleculares que pueden hacer cambios muy precisos en un lugar particular del genoma", dijo Akhunov.
"Usando esta herramienta, usted puede selectivamente modificar cualquier parte de un genoma para mejorar los genes controlando los principales rasgos agronómicos".
Este mismo proceso se hace en la mejora de trigo tradicional, pero a menudo lleva de 7 a 10 años para hacer efectivas las mejoras que la tecnología CRISPR puede dar en un período mucho más corto de tiempo.
"El mejoramiento tradicional implica la clasificación de germoplasma existente para la variación genética que es útil y luego introducir esto en variedades de trigo para mejorar un rastro", dijo Akhunov. "Este proceso puede consumir tiempo y puede fallar si la variación genética específica no está presente en el germoplasma rastreado".
"La tecnología CRISPR-Cas9 puede usar el conocimiento que ya se ha recogido sobre el gen de la biología para introducir cambios en las regiones funcionalmente importantes de un gen. Estas nuevas variantes de un gen pueden traer nuevos rasgos, ampliando el uso de variación genética que ya existe transformando en colecciones de germoplasma.
Akhunov notó que los investigadores de la Universidad de Kansas trabajaron con 25 genes controlando rasgos que tienen el potencial de afectar el rendimiento. Usando la tecnología CRISPR-Cas9, ellos tuvieron la habilidad de mejorar cada uno de estos genes antes de probarlos y eventualmente evaluarlos en condiciones de campo. "Una vez que identificamos genes que afectan a los rasgos relacionados con el rendimiento en el trigo, trabajaremos con mejoradores de trigo para transferir los avances de la edición de genes para cubrir las variedades usadas aquí en Kansas y otros programas de mejora en Estados Unidos", dijo.
Para lograrlo, los científicos cruzarán la línea de trigo que contiene la enzima CRISPR-cas9 con un cultivo de trigo que no contiene la enzima.
"En la patogenia de esa cruza, seleccionamos no sólo esas plantas que no tienen la enzima CRISPR-Cas9, pero tienen el cambio en el genoma que queríamos inducir", dijo Akhunov.
Entonces, añadió, que nada nuevo es añadiendo en la nueva variedad de trigo, sólo una mejora en el desempeño de los genes de trigo.
"El mismo resultado puede suceder debido a las madurez natural durante el tiempo, pero ahora estamos acelerando el proceso, usando CRISPR-Cas9, que pueden inducir mutaciones en un lugar específico del genoma", dijo Akhunov. "Hipotéticamente, si usted espera varios millones de años, o rastrear miles de líneas de trigo recogidas en todo el mundo, usted probablemente recuperará mutaciones en el mismo lugar en el genoma que tendrán el mismo efecto de la función del gen. Pero usando la misma tecnología CRISPR-Cas9, usted puede conseguir una línea de trigo única dentro de un año".
En concreto para el trigo, los científicos de la Universidad de Kansas están trabajando para mejorar los genes que controlan varios rasgos componentes del rendimiento, entre ellos el tamaño de la semilla, la cantidad de semillas por espigón y el número de cultivadores por planta.
"Nosotros sistemáticamente vamos gen por gen, modificándolos usando el sistema CRISPR-Cas9 y luego probamos para ver qué cambios en el genoma del trigo resultan en mayor productividad", dijo Akhunov.
El trabajo es liderado por Akhunov y financiado por la Iniciativa de Investigación en Alimentos, un torneo del Instituto Nacional de Alimentos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). El proyecto es parte de la Asociación Internacional por la Productividad en el Trigo que buscan aumentar el potencial genético del trigo usando enfoques innovadores.
Traducción Cecilia González P.
Publicado: 13 de marzo de 2018
Fuente: AgroLink
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