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¿Clima más caliente y seco? CRISPR y edición genética para enfrentar el cambio climático

Dra. Karen Massel

La Dra. Karen Massel de la Universidad de Queensland lideró una revisión de estudios que apoya la integración del genoma y la edición genética en el fitomejoramiento, para combatir los principales desafíos que enfrentan las industrias agrícolas, como el cambio climático.

Universidad de Queensland / 26 de febrero de 2021.- La tecnología de edición de genes desempeñará un papel vital en la protección de futuros frente a efectos climáticos para proteger el suministro mundial de alimentos, según científicos de la Universidad de Queensland (UQ) en Australia.

La biotecnóloga Dra. Karen Massel del Centro de Ciencias de los Cultivos de la UQ ha publicado una revisión de tecnologías de edición de genes como CRISPR-Cas9 para salvaguardar la seguridad alimentaria en los sistemas agrícolas sometidos a estrés por condiciones climáticas extremas y variables.

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“Los agricultores han estado manipulando el ADN de las plantas utilizando tecnologías de mejoramiento convencional durante milenios y ahora, con las nuevas tecnologías de edición de genes, podemos hacerlo con una seguridad, precisión y velocidad sin precedentes”, dijo el Dr. Massel.

«Este tipo de edición de genes imita la forma en que las células se reparan en la naturaleza«.

Su revisión recomendó integrar la edición del genoma CRISPR-Cas9 en programas de mejoramiento modernos para la mejora de cultivos de cereales. Los cultivos de cereales ricos en energía como el trigo, el arroz, el maíz y el sorgo proporcionan dos tercios de la ingesta energética mundial de alimentos.

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«Solo 15 cultivos de plantas proporcionan el 90% de las calorías alimentarias del mundo», dijo el Dr. Massel.

“Es una carrera entre un clima cambiante y la capacidad de los fitomejoradores para producir cultivos con resiliencia genética que crezcan bien en condiciones adversas y tengan cualidades nutricionales enriquecidas».

“El problema es que los mejoradores tardan demasiado en detectar y poner esa diversidad genética a disposición de los agricultores, con un ciclo de mejoramiento de unos 15 años en el caso de los cultivos de cereales».

«Además, CRISPR nos permite hacer cosas que no podemos hacer mediante el mejoramiento convencional en términos de generar una diversidad novedosa y perfeccionar el mejoramiento de rasgos deseables».

En estudios de prueba de concepto, el Dr. Massel y sus colegas de la Alianza para la Innovación Agrícola y Alimentaria de Queensland (QAAFI) aplicaron tecnología de edición genética a los programas de pre-mejoramiento de sorgo y cebada.

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«En el sorgo, editamos los genes de la planta para desbloquear el nivel de digestibilidad de la proteína disponible y aumentar su valor nutricional para los humanos y el ganado», dijo.

«También hemos utilizado la edición de genes para modificar la arquitectura del dosel y la arquitectura de las raíces tanto del sorgo como de la cebada, para mejorar la eficiencia del uso del agua».

La investigación del Dr. Massel también comparó las diferentes secuencias del genoma de los cereales, incluidas las variantes silvestres y los antepasados ​​de los cereales modernos, con las diferencias en el rendimiento de los cultivos en diferentes climas y bajo diferentes tipos de estrés.

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“Las variedades silvestres de cultivos de producción sirven como reserva de diversidad genética, que es especialmente valiosa cuando se trata de resiliencia climática”, dijo.

“Buscamos genes o redes de genes que mejoren la resiliencia en climas de crecimiento adversos».

“Una vez que se identifica una variante genética viable, el truco consiste en recrearla directamente en cultivos de alto rendimiento sin alterar el delicado equilibrio de la genética relacionada con los rasgos de producción.

«Este tipo de cambios pueden ser tan sutiles que no se pueden distinguir de las variantes naturales que los inspiraron».

En 2019, la Oficina del Regulador de Tecnología Genética de Australia desreguló la edición de genes, diferenciándola de la tecnología de organismos modificados genéticamente (OGMs o transgénicos).

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Los cultivos editados genéticamente aún no se cultivan en Australia, pero actualmente se están llevando a cabo evaluaciones de riesgo de bioseguridad y seguridad de la tecnología.

Esta investigación está financiada por una subvención Discovery del Australian Research Council con el apoyo del Departamento de Agricultura y Pesca de Queensland y la Universidad de Queensland.

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