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La edición genética permite mejorar la nutrición, sustentabilidad y diversidad del tomate

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Tsukuba muestra que las técnicas modernas de edición de genes pueden ayudar a los productores de tomates a introducir diversidad y mejorar la nutrición y el impacto ambiental de los cultivos de tomate. Crédito: Universidad de Tsukuba

Investigadores dirigidos por la Universidad de Tsukuba demostraron que un tipo de tecnología basado en edición de genes se puede utilizar para introducir simultáneamente cambios de base única en múltiples genes en tomates. Usando esta técnica, los investigadores alteraron tres genes asociados con la acumulación de carotenoides, lo que resultó en niveles elevados, particularmente licopeno, en las líneas de tomate resultantes. Esta tecnología permitirá a los productores de tomates introducir múltiples cambios genéticos ventajosos en cultivares comerciales de élite, sin pasar por largos pasos de retrocruzamiento entre generaciones.

Universidad de Tsukuba / 1 de diciembre, 2020.- Cocidos, frescos, secados al sol o en jugo, como prefieras, los tomates son posiblemente una de las frutas más versátiles del planeta, y sí, a pesar de que se usan principalmente en platos salados, los tomates realmente son una fruta.

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La popularidad de los tomates ha llevado al desarrollo de más de 10,000 cultivares de varios tamaños, formas y tonos. Sin embargo, curiosamente hay poca diversidad genética entre las variedades modernas de tomate. Esta falta de diversidad, junto con el hecho de que muchos rasgos (o características agronómicas) están controlados por múltiples genes, hace que la mejora del rendimiento y la calidad de las plantas sea un desafío importante para los fitomejoradores.

Pero en un estudio publicado esta semana en Scientific Reports, investigadores dirigidos por la Universidad de Tsukuba explican cómo la tecnología moderna de edición de genes puede ayudar a los mejoradores de tomates.

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«El tomate fue el primer alimento modificado genéticamente en ser aprobado para consumo humano», dice el profesor Hiroshi Ezura, autor principal del estudio. «Sin embargo, muchas variedades transgénicas tempranas contenían genes derivados de otras especies, lo que genera preocupaciones de seguridad entre los consumidores. Por lo tanto, junto con el hecho de que la mayoría de las variedades transgénicas mostraron solo mejoras moderadas en la calidad, el mejoramiento del tomate, en su mayor parte, se ha alejado de la transgenia.»

A diferencia de la modificación genética tradicional, las técnicas modernas de edición de genes no dejan rastro en el genoma y pueden introducir pequeños cambios dentro de un gen nativo, imitando la variación natural.

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Los tomates contienen niveles relativamente altos de carotenoides, los pigmentos amarillo, rojo y naranja que se encuentran en muchas plantas. Los carotenoides son precursores de la vitamina A y tienen propiedades antioxidantes y anticancerígenas, lo que los hace muy importantes para la nutrición humana. Se han documentado varias mutaciones naturales que aumentan la acumulación de carotenoides en los tomates, pero su introducción en variedades comerciales es una perspectiva complicada y que requiere mucho tiempo.

Por lo tanto, el equipo dirigido por la Universidad de Tsukuba se propuso reproducir las mutaciones de acumulación de carotenoides en tomates utilizando tecnología de edición de genes.

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«Los cambios de un solo nucleótido en genes individuales de tomate se habían logrado previamente utilizando la tecnología de edición de genes Target-AID», explica el profesor Ezura. «Sin embargo, diseñamos un sistema mediante el cual se introdujeron cambios simultáneamente en tres genes asociados con la acumulación de carotenoides«.

Entre las 12 líneas de tomate resultantes, 10 contenían mutaciones en los tres genes objetivo. Un examen más detallado de dos líneas con la fruta verde oscuro y las raíces púrpuras de mutantes de acumulación de carotenoides naturales reveló niveles altos de carotenoides, particularmente licopeno, en las plantas editadas genéticamente.

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El profesor Ezura explica: «Esto demuestra que es posible mejorar multigénicamente los rasgos de calidad de las plantas utilizando la tecnología de edición de genes y abre una amplia gama de opciones para mejorar el rendimiento, la vida útil, el contenido de nutrientes y la resistencia a enfermedades de diferentes plantas de cultivo, lo que tiene beneficios obvios tanto para la salud humana como para el medio ambiente».

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