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Científicos chinos reinventan la papa con edición genética: desarrollan línea híbrida obtenida por semillas

Científicos chinos han desarrollado una generación de «líneas de papas puras y fértiles» con tecnologías de edición del genoma en un logro calificado como revolucionario.

CGTN / 25 de julio, 2021.- El experimento, dirigido por Huang Sanwen, investigador del Instituto de Genómica Agrícola de Shenzhen (AGIS) dependiente de la Academia China de Ciencias Agrícolas (CAAS), utilizó el diseño del genoma para transformar el mejoramiento de la papa desde un modo lento y no acumulativo a uno rápido y acumulativo.

Su estudio, titulado «Diseño del genoma de la papa híbrida«, se publicó en línea en una de las principales revistas académicas del mundo, Cell.

A diferencia de otros cultivos, en la papa, el tubérculo se propaga por clonación en lugar de propagarse por semillas.

Como resultado, el cultivo de papa enfrenta una variedad de problemas, que incluyen ciclos prolongados de mejoramiento, baja eficiencia de reproducción, enfermedades y ataques de plagas, dijo Huang, director general de AGIS, a China Media Group (CMG).

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Además, debido a la complejidad de su genoma, el mejoramiento genético de la papa y el proceso de mejoramiento son muy lentos, agregó Huang.

Muchas variedades de papa ampliamente plantadas en todo el mundo tienen cientos de años. Sin embargo, una variedad que dure más de cien años no significa que sea perfecta. En contraste, «es difícil de mejorar y la gente no logra cultivar un reemplazo», dijo Zhang Chunzhi, primer autor del artículo de investigación y miembro de AGIS.

Para abordar los desafíos del cultivo de papa, Huang y su equipo iniciaron el «Plan Upotato» en 2015, con el objetivo de reemplazar la reproducción vegetativa con semillas híbridas a través del diseño del genoma y mejorar la velocidad de mejoramiento de la papa y la eficiencia de reproducción.

«Primero debemos resolver el problema de la autoincompatibilidad, que consiste en que las papas no producen semillas después de la autopolinización. Mediante la selección de materiales y la edición de genes, hemos abordado con éxito el problema y producido semillas«, dijo Huang.

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Mientras tanto, también hemos descubierto cómo mejorar la salud y la producción de las plantas. Mediante el diseño del genoma, eliminamos mutaciones dañinas, agregamos genes buenos y finalmente cultivamos la variedad de papa llamada ‘Upotato NO. 1’. Después de la prueba, ha mostrado un rendimiento excelente«, agregó.

La investigación es la primera aplicación mundial del «diseño del genoma» en el mejoramiento de la papa, según la CAAS.

Sus pares internacionales han reconocido el trabajo del equipo. «Este trabajo es muy importante porque es relevante para la alimentación del planeta», dijo Sofin Kamon, miembro de la Academia Europea de Ciencias. «Lo que hicieron el profesor Huang y su equipo es esencialmente reinventar la papa. Reinventaron el cultivo casi desde cero. La tecnología de papa híbrida es realmente asombrosa en términos de llevar el cultivo de papa a la era moderna del fitomejoramiento«.

El diseño del genoma de la primera generación de líneas endogámicas de papa con alta homocigosidad permite la explotación de la heterosis en este cultivo de tubérculos y transforma el mejoramiento de la papa de un modo lento y no acumulativo en uno rápido y acumulativo.

Un ensayo prometedor

En noviembre pasado se llevó a cabo una prueba de la papa «Upotato No. 1» en la provincia de Yunnan, suroeste de China. Se encontró que la producción superó las expectativas este febrero.

«El rendimiento de las papas híbridas de primera generación fue cercano a las 3 toneladas por mu (alrededor de 45 toneladas por hectárea), lo que equivale al rendimiento de las mejores variedades de papa de la región», dijo Zhang a CMG.

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«Ahora solo necesitamos 2 gramos de semillas de papa para una tierra de un mu, en comparación con los 200 kilogramos de semillas de papa antes, lo que reduce en gran medida los costos de siembra».

Para el próximo paso, los investigadores fortalecerán la investigación y el desarrollo de tecnología, para prepararse para la industrialización de las semillas de papa, agregó Zhang.

«La papa es un cultivo de clima fresco. La temperatura en primavera, verano y otoño es demasiado alta en el sur de China para que crezca la papa, mientras que la temporada de invierno en las áreas montañosas del sur y la mayoría de las demás regiones de China es adecuada para el cultivo de papa», dijo. Xiong Xingyao, vicepresidente del Comité Profesional de la Papa de la Crop Science Society de China.

«El ‘Plan Upotato’ ha resuelto el problema de transferir semillas de papa entre diferentes regiones. Si podemos hacer uso de los inactivos campos invernales en el sur de China, puede ayudar efectivamente a resolver el problema de la seguridad alimentaria en China», dijo Xiong.

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