Avances en las investigaciones de edición genética de banano utilizan Crispr

El banano editado con Crispr ya es una realidad. En algunos países es una de las frutas más populares y consumidas a nivel mundial y Colombia es uno de los principales productores y exportadores de este cultivo. Sin embargo, las enfermedades que afectan al banano representan una amenaza significativa para su producción y sostenibilidad en el mundo entero.

Entre estas enfermedades, el Fusarium raza tropical 4 (Fusarium RT4) ha sido particularmente devastador, causando la enfermedad conocida como marchitez vascular del banano.

En los últimos años, la aplicación de la tecnología de edición genética Crispr ha abierto nuevas posibilidades para la investigación y el control de enfermedades en diversos cultivos, incluido el banano. En este artículo, exploraremos los avances en la investigación de enfermedades del banano, centrándonos en las investigaciones realizadas con Crispr y el control del Fusarium RT4, entre otras enfermedades.

La tecnología de edición genética Crispr (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ha revolucionado el campo de la ciencia y la biotecnología en los últimos años. Crispr-Cas9 es una herramienta que permite a los científicos editar de manera precisa y eficiente el ADN de organismos vivos, lo que tiene un gran potencial para mejorar diversos aspectos de la vida, incluidas las plantas.

En el mundo se han llevado a cabo diversas investigaciones para comprender y combatir las enfermedades que afectan al banano. Los científicos han trabajado en estrecha colaboración con los agricultores para identificar las enfermedades más comunes y desarrollar estrategias efectivas para su control.

 

¿Y qué es el Fusarium RT4?

El Fusarium RT4, por ejemplo, es una de las principales preocupaciones en la industria bananera colombiana. Esta enfermedad puede causar pérdidas significativas en los cultivos, ya que afecta el sistema vascular de la planta y limita su capacidad para absorber agua y nutrientes. Además, el Fusarium RT4 es difícil de controlar debido a su resistencia a los fungicidas convencionales.

Las investigaciones buscan a través de Crispr corregir su estructura genética para reducir la susceptibilidad a diversas enfermedades y plagas y mejorar así su producción y calidad, es aquí donde esta tecnología puede desempeñar un papel crucial para abordar los desafíos que enfrenta la industria bananera

Se ha trabajado también en el desarrollo de variedades de banano resistentes a enfermedades como la Sigatoka negra y el mal de Panamá, que han causado estragos sanitarios y económicos en las plantaciones de banano en todo el mundo.

Crispr permite a los investigadores identificar los genes responsables de la resistencia natural a estas enfermedades en otras especies de banano o plantas relacionadas, y luego transferir esos genes a las variedades comerciales de banano.

En este sentido, investigadores australianos del del Centro de Agricultura y Bioeconomía de Australia, de Queensland University of Technology (QUT) aseguran que hay más de 1.000 variedades de banano en todo el mundo. 

Las bananos Cavendish, por ejemplo, representan alrededor del 97 por ciento del mercado nacional de banano en Australia y alrededor del 50 por ciento de toda la producción mundial de la fruta.

“Lo que hace que el banano Cavendish sea tan especial es que es un valor genético atípico entre los cultivos porque tiene tres conjuntos de cromosomas, en lugar de dos. 

Esto hace que el banano Cavendish sea estéril y solo pueda reproducirse a partir de nuevos brotes que se convierten en pequeñas plantas (genéticamente idénticas a la planta madre) que se extraen y propagan”.

Otro artículo publicado en Croplife habla sobre las bondades de esta fruta y muestra su importancia dado que todos los bananos Cavendish son esencialmente idénticos en términos de genética y esto los convierte en la variedad ideal para crecer a escala comercial debido a la previsibilidad en el manejo agronómico, el rendimiento constante, la calidad, la maduración y la vida útil de la fruta.

Además de ser una fruta altamente nutritiva, estas cualidades también permiten que las bananos se vendan a bajo costo, haciéndolas aún más favorables entre los consumidores.

Sin embargo, como mencionábamos anteriormente, este cultivo se enfrenta a desafíos sin precedentes debido a su susceptibilidad al hongo del suelo Fusarium (RT4), también conocido como mal de Panamá, que afecta a casi todas las variedades de banano y puede permanecer en el suelo por más de 40 años y no existe un control efectivo para él. 

Lograr la resistencia a RT4 en Cavendish utilizando métodos convencionales no es posible porque la variedad es estéril (el banano no produce semillas) y se propaga por clonación. Entonces, la única forma de salvar a el banano Cavendish puede ser modificar su genoma, dice Randy Ploetz, un patólogo de plantas en la Universidad de Florida en Homestead.

 

Banano editado: ya hay avances en Crispr

El estudio de la Universidad tecnológica de Australia, asegura que el marchitamiento por Fusarium es la mayor amenaza para la viabilidad continua de la industria comercial del banano Cavendish en muchas partes del mundo, incluida Australia, y en particular las industrias de exportación en Latinoamérica y especialmente Colombia.

El programa Banano Biotechnology ha desarrollado bananos editadas resistentes a este devastador hongo del suelo. Estos bananos resistentes a RT4 están actualmente cerca del final de su segunda ronda de evaluación de prueba de campo, al norte de Australia. 

Los resultados que describen el desarrollo de estas plantas y su desempeño en la prueba de campo inicial han sido publicados en  Nature Communications, en ellos se ha identificado una línea casi inmune a RT4, con prácticamente ningún impacto negativo en el rendimiento.

La detección reciente en Colombia y Perú demuestra la grave amenaza de RT4 para el comercio mundial de exportación de banano que se basa principalmente en América del Sur y Central. Según los estudios publicados, la investigación ha pasado a una segunda fase, en cooperación con Fresh Del Monte y Hort Innovation.

El Fusarium llega a Colombia en agosto de 2019 solo a la zona de La Guajira, aumentado su capacidad de presencia en tan solo 200 hectáreas. Según el presidente de Augura, Emerson Aguirre, “hay un reto muy grande de continuar con protocolos de bioseguridad muy fuertes en las fincas en las zonas donde se planta banano y en las entradas y salidas de los departamentos para seguir con este control, además de las investigaciones biotecnológicas que se realizan para lograr la erradicación de esta enfermedad”.

Colombia tiene un gran avance en materia regulatoria de OGM junto a otros de la región como Brasil, Honduras, Paraguay y Argentina, además de referentes globales como India que lideran en la adopción de marcos regulatorios sobre bioseguridad.

Cabe anotar que en Colombia se cuenta con más de 53.000 hectáreas de banano sembrados, 60% en la zona de Urabá y 40% en la zona del Caribe, en las cuales se cultivan dos clases de variedades, una que es el Gros Michel, es lo que se consume localmente y la otra es la variedad Cavendish, que se usa en el mercado internacional. De la producción, 95% es exportación y el resto queda para consumo nacional. Más de 150 mil familias dependen de esta agroindustria.

 

Banano editado con Crispr en otros países

Por su parte países de África también han sido un grandes productores de esta fruta en el mundo y Uganda es uno de los que ha liderado las investigaciones sobre este cultivo para su mejora genética. El director de la investigación en la QUT, el profesor James Dale,  ha sido pionero de las investigaciones llevadas a cabo en bananos biofortificados GM, enriqueciéndolos con provitamina A en Uganda.

Este banano enriquecido puede mejorar significativamente la nutrición y prevenir la deficiencia de vitaminas que anualmente conduce a aproximadamente 670.000 muertes de niños en países en desarrollo y ceguera en otros 400.000. Actualmente, esta investigación se encuentra en pruebas de campo en Uganda, donde la fruta es el principal alimento básico en la dieta diaria.

El profesor James Dale dijo a los medios de comunicación que los principales productores de banano del mundo han decidido que el futuro del cultivo está en la edición de genes, ya que además de mejorar la nutrición y la resistencia a las enfermedades, permitirá a los productores centrarse en las características del consumidor, las variedades exclusivas y la calidad mejorada de la fruta.

Otros investigadores están utilizando Crispr para mejorar las defensas de Cavendish de diferentes maneras. Leena Tripathi, bióloga molecular del Instituto Internacional de Agricultura Tropical en Nairobi, Kenia, está utilizando la herramienta de edición génica para suprimir los genes Cavendish que parecen hacer que la planta sea vulnerable a RT4. Hasta ahora, solo ha editado tejido Cavendish en el laboratorio.

El siguiente paso será hacer crecer el tejido en retoños y luego ver si las plantas sobreviven a la exposición a RT4. Investigadores en Filipinas se han ofrecido para ayudar a probar Cavendish editado por Tripathi en su país.

En lugar de centrarnos en el desarrollo de nuevas variedades, la edición de genes nos permitirá mejorar las 1.000 existentes y otras excelentes variedades de banano que actualmente no llegan al mercado porque sufren de bajo rendimiento, mala calidad de la fruta y susceptibilidad a enfermedades.

Solo con biotecnología y con más investigación se podrán obtener mejores resultados en pro de la seguridad alimentaria del mundo.