Desactivan un gen del maíz con CRISPR y aumentan su resistencia a una enfermedad
Investigadores utilizaron CRISPR en maíz para desactivar un gen y aumentar su resistencia a la roya sureña.
El estudio, desarrollado por investigadores de la Academia de Ciencias Agrícolas de Jilin, en China, y otras instituciones, identificó un gen que actúa como una especie de freno sobre las defensas naturales de la planta.
A veces, mejorar las defensas de una planta no significa añadirle algo nuevo, sino quitar aquello que limita su capacidad para protegerse. Eso fue lo que encontraron investigadores que utilizaron CRISPR en maíz para desactivar un gen y aumentar su resistencia a la roya sureña, una enfermedad causada por un hongo que puede afectar las cosechas.
Los resultados ofrecen una nueva pista para investigar cómo desarrollar variedades de maíz menos susceptibles a esta enfermedad.
La roya sureña del maíz es una enfermedad causada por el hongo Puccinia polysora, que produce pequeñas lesiones en las hojas de las plantas infectadas.
Cuando la enfermedad avanza, puede afectar el funcionamiento de las hojas y reducir la capacidad de la planta para producir los nutrientes que necesita durante su desarrollo. En infecciones severas, esto puede traducirse en pérdidas de rendimiento.
Las plantas cuentan con mecanismos naturales para reconocer amenazas y activar sus defensas. Sin embargo, esas respuestas también están reguladas por genes que pueden aumentar o disminuir su actividad.
Y precisamente uno de esos genes llamó la atención de los investigadores.
El equipo estudió un gen llamado ZmJAZ12, que participa en la regulación de las respuestas de defensa del maíz.
Para descubrir qué función cumplía, compararon plantas con una mayor actividad de este gen y otras en las que lo desactivaron mediante CRISPR-Cas9, una herramienta que permite realizar cambios dirigidos en el ADN.
Los resultados mostraron dos comportamientos diferentes:
- Cuando aumentaron la actividad de ZmJAZ12, las plantas fueron más susceptibles a la roya sureña.
- Cuando desactivaron el gen con CRISPR, las plantas mostraron mayor resistencia a la enfermedad.
En otras palabras, los investigadores encontraron que ZmJAZ12 puede actuar como un freno sobre las defensas del maíz. Al desactivarlo, lograron que las plantas respondieran mejor frente a la infección.
Para entender por qué ocurrió esto, los científicos analizaron los mecanismos que utiliza el maíz para activar sus respuestas frente a los patógenos, es decir, los organismos que pueden causar enfermedades.
Encontraron que ZmJAZ12 influye en dos sistemas de señales relacionados con el ácido jasmónico y el ácido salicílico, sustancias que participan en la regulación de las defensas vegetales.
Además, observaron que las variedades de maíz más resistentes presentaban una menor actividad de este gen.
Estos resultados refuerzan la idea de que reducir o eliminar la función de ZmJAZ12 podría ayudar a mejorar la resistencia del cultivo.
El hallazgo identifica un posible objetivo para futuros programas de mejoramiento genético del maíz.
Conocer qué genes favorecen o limitan las defensas de una planta permite investigar estrategias más precisas para enfrentar enfermedades que afectan la producción agrícola.
Sin embargo, las plantas editadas todavía forman parte de una investigación experimental. Los resultados no significan que ya exista una variedad comercial de maíz resistente a la roya sureña.
También será necesario evaluar cómo se comportan estas plantas en distintas condiciones de cultivo y si la modificación tiene efectos sobre otras características importantes, como su crecimiento y rendimiento.
Por ahora, el estudio muestra algo interesante: desactivar un gen que limita las defensas naturales puede ser una estrategia para investigar cultivos con mayor resistencia a enfermedades.