Buscan aumentar el tamaño del grano de trigo editado con CRISPR
Gracias a la edición genética vegetal, un equipo de especialistas argentino trabaja en el desarrollo de nuevas variedades de trigo editado con CRISPR que busca granos más grandes, en comparación con las plantas tradicionales.
Luego de la secuenciación e interpretación de un segmento del genoma del trigo, resultados preliminares mostraron el éxito de las pruebas. Se espera que, en los próximos años, se puedan inscribir como nuevos cultivares y que estén disponibles para los productores.
El trigo es uno de los cereales más usados en el mundo, tanto con fines industriales como alimentarios. De hecho, es parte integral de las dietas de muchos países, especialmente asiáticos y europeos. No sorprende, por eso, que se haya convertido en el segundo tipo de grano más producido del mundo, con un volumen de cosecha que se ha mantenido por encima de los 715 millones de toneladas durante los últimos diez años. El aumento de unos siete millones de hectáreas experimentado por la superficie dedicada al cultivo de este grano en las pasadas cinco campañas, sin duda, ha ayudado a mantener dicho nivel de producción.
Ante esta situación, el trigo se ha convertido en un alimento importante para el hombre. Es por eso por lo que los científicos no han escatimado en sus investigaciones para lograr que este cereal sea más rendidor. EN ese sentido una técnica de biotecnología moderna que permite hacer modificaciones muy precisas sobre el ADN, como si se editara un texto, se está usando para mejorar las características de los cultivos, entre ellos el trigo.
En este caso, un equipo de investigación -integrado por especialistas argentinos del Instituto de Genética y de la Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez, Córdoba, del INTA- utilizó las tijeras moleculares llamadas CRISPR/Cas9 para editar la secuencia del gen GW2, cuya función interviene en la determinación del tamaño de los granos. Los materiales resultantes de este trabajo no serán considerados como Organismos Genéticamente Modificados (OGM) y podrán ser manejados como materiales obtenidos por mejoramiento convencional.
Ezequiel Bossio, referente del Laboratorio de Transformación Genética Vegetal del INTA, señaló que uno de los aspectos más importantes en la edición genética -además de todo el proceso- es la confirmación de que la modificación fue realizada en el sitio previsto y que puede transmitirse de generación en generación.
“Con este nuevo enfoque se buscan mejoras agronómicas demandadas por los productores, que solo son factibles de lograr mediante biotecnología moderna, utilizando para ello los materiales más novedosos disponibles en el Programa de Mejoramiento del INTA”, indicó Bossio, quien señaló que es un trabajo que se estuvo desarrollando durante todo el 2023, llegando hacia fines de ese año con las primeras plantas regeneradas. El proceso completo de desarrollo de estas plantas de trigo fue realizado en laboratorios del INTA.
A diferencia de estudios anteriores, lo que el desarrollo propone es interrumpir específicamente la función del gen GW2. “Previamente se habían reportado diferentes trabajos en gramíneas, en los que se demuestra que las mutaciones en el gen GW2 aumentan el tamaño de los granos”, señaló Bossio.
Según el Programa Mundial de Alimentos, 47 millones de personas más, hasta un total de 345 millones, sufrirán inseguridad alimentaria aguda o estarán en alto riesgo de sufrirla en 82 países por cuenta de algunos efectos de la guerra entre Kiev y Moscú.
Datos del Departamento de Agricultura de Estados Unidos, dan cuenta de que China es al mismo tiempo el país con mayor consumo doméstico de trigo. Este país asiático consumió 144.000 millones de toneladas de trigo en 2021-2022. Le sigue la India, con 105.000 millones de toneladas de trigo consumidas en el mismo periodo.
Otro de los grandes consumidores de trigo es Rusia, en tercer lugar, con un consumo de 42.250 millones de toneladas.
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“En la actualidad, los productores demandan características relacionadas con el ciclo, la calidad, la sanidad y principalmente mejoras en el rendimiento”, sostuvo Bossio y añadió que “es importante mencionar que, según la normativa vigente, los materiales resultantes de este trabajo no serán considerados como Organismo Genéticamente Modificado (OGM) y podrán ser manejados como materiales obtenidos por mejoramiento convencional”.
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“Con este trabajo, no solo se está contribuyendo a la productividad de este cultivo mediante el desarrollo de materiales que, luego de ser seleccionados molecularmente, evaluados fenotípicamente y avalados por la Secretaría de Bioeconomía (Ministerio de Economía), serán directamente incorporados al Programa de Mejoramiento, sino que también se busca establecer un nuevo tipo de relación entre el laboratorio que aplica Biotecnología moderna para el mejoramiento de cereales y el programa de mejoramiento genético convencional”, expresó Bossio.
Foto cortesía Inta
Las plantas con estas variantes novedosas fueron obtenidas utilizando el sistema CRISPR/Cas9. “Los vectores de edición, que contenían toda la información molecular de este sistema, fueron diseñados y ensamblados en nuestros propios laboratorios”, señaló Micol Auteri, becaria doctoral, y agregó: “Estos vectores se introdujeron en el genoma de las células de trigo mediante bombardeo de micropartículas.
Posteriormente, a través del cultivo in vitro de estas células, se logró regenerar plantas viables que fueron cultivadas en cámaras de cría”.
“Después del trabajo de secuenciación e interpretación de resultados -realizado en la Experimental Marcos Juárez por Leonardo Vanzetti- se constató que la edición del genoma había ocurrido en el sitio previsto y que interrumpía el funcionamiento del gen que nos interesaba anular”, afirmó Auteri.
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Para este resultado se trabajó sobre los dos últimos cultivares de trigo inscriptos por el programa de mejoramiento de INTA. “Es interesante mencionar que estos cultivar de INTA fue recientemente inscrito en INASE y que, para mediados de enero de 2024, ya teníamos confirmadas molecularmente plantas editadas para esos mismos genotipos”, explicó la investigadora.
A su vez, Auteri confirmó lo que se realizará en mediano y corto plazo: “Ahora queda por delante realizar los ensayos agronómicos comparativos para cuantificar el impacto sobre el rendimiento que tendrá la edición realizada, en cada uno de los individuos obtenidos. Este trabajo comenzará a partir de junio, con la campaña de trigo 24-25”.