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Israel avanza en edición genética del trigo y genes de resistencia a la roya

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Prof. Amir Sharon y Dr. Arava Shatil Cohen. Crédito: Tel Aviv University

Científicos de Israel colaboran en esfuerzo internacional que aísla genes ancestrales de trigo para hacerlo resistente a la roya de la hoja y la roya amarilla. Otros grupos de investigación de Israel han identificado genes de resistencia a plagas y condiciones áridas, además de instalar capacidades para la transformación y edición genética del cultivo de trigo.

The Jerusalem Post / 12 de septiembre, 2022.- Uno de los genes proporciona resistencia contra dos enfermedades diferentes: la roya de la hoja y la roya amarilla, que ahora se están propagando debido al aumento de las temperaturas en todo el mundo.

Un equipo de investigación internacional que incluye investigadores de la Universidad de Tel Aviv aisló tres genes de trigo resistentes a enfermedades de pastos silvestres, creando resistencia a las enfermedades de la roya que causan daños severos a los rendimientos mundiales de trigo.

Durante miles de años, el proceso de cultivo del trigo ha reducido la diversidad de variedades de trigo, haciendo que las variedades de trigo modernas sean más vulnerables que sus antecesoras a enfermedades, plagas y el cambio climático.

La escalada de la crisis climática actual crea una necesidad urgente de producir variedades de trigo que puedan prosperar en condiciones ambientales y climáticas extremas mientras superan plagas y enfermedades.

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Desglosando el proceso de empanado

El trigo suministra alrededor de una quinta parte de todas las calorías y proteínas consumidas por la humanidad, y hasta la mitad en algunas partes del mundo.

El proyecto fue posible gracias a varias innovaciones tecnológicas que redujeron drásticamente el tiempo necesario para identificar y aislar genes de especies de plantas silvestres y transferirlos a plantas cultivadas.

Los tres genes se aislaron de plantas conservadas en el Banco de Genes de Cereales Silvestres Liberman Okinow de la Universidad de Tel Aviv en el Instituto de Investigación de Cultivos de Cereales (ICCR). Dos de los genes, que proporcionan inmunidad contra la roya de la hoja, fueron aislados por un equipo internacional dirigido por investigadores del Reino Unido.

El tercer gen, aislado por científicos de la Universidad de Tel Aviv, proporciona resistencia contra dos enfermedades diferentes, la roya de la hoja y la roya amarilla, que ahora se están propagando debido al aumento de las temperaturas en todo el mundo.

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Así es como esto puede ayudar

El director del ICCR, el Prof. Amir Sharon, explicó que las nuevas tecnologías también pueden usarse para aislar genes para otras propiedades beneficiosas. Transferidos al genoma del trigo cultivado, dichos genes servirán para generar mejores variedades de trigo que produzcan mayores rendimientos y sean resistentes a enfermedades, plagas y condiciones ambientales adversas.

“Así como cada uno de nosotros lleva solo una pequeña parte de los genes de sus abuelos, el trigo cultivado contiene solo un remanente de la herencia genética de sus antiguos ancestros. Dado que el trigo se originó por primera vez en nuestra parte del mundo, los cereales silvestres que crecen en nuestra región son los progenitores del trigo cultivado, y todavía tienen una rica variedad de rasgos genéticos que pueden usarse para desarrollar variedades mejoradas de trigo”, explicó Sharon.

Así como cada uno de nosotros lleva solo una pequeña parte de los genes de sus abuelos, el trigo cultivado contiene solo un remanente de la herencia genética de sus antiguos ancestros. Dado que el trigo se originó por primera vez en nuestra parte del mundo, los cereales silvestres que crecen en nuestra región son los progenitores del trigo cultivado, y todavía tienen una rica variedad de características genéticas que pueden usarse para desarrollar variedades mejoradas de trigo”, afirmó el Director del Instituto de Investigación de Cultivos de Cereales, Prof. Amir Sharon.

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“Ciertos rasgos de las plantas silvestres ya se han incorporado al trigo cultivado a lo largo de los años, pero este gran potencial genético permaneció mayormente desaprovechado, ya que, hasta hace poco, tomó más de una década aislar un solo gen”, agregó.

Israel trigo CRISPR

Prof. Amir Sharon. Crédito: Tel Aviv University

¿Cuánto trigo tiene la Universidad de Tel Aviv?

El banco de genes de la  Universidad de Tel Aviv incluye más de 17.000 semillas de 20 especies diferentes de cereales silvestres que se han recolectado en Israel durante los últimos 50 años.

“Esta colección es única debido a la gran cantidad de especies relacionadas con el trigo cultivado y porque una gran parte de las plantas conservadas en nuestro banco de genes se recolectaron en hábitats naturales que ya no existen debido al rápido desarrollo urbano en Israel”, dijo Sharon.

“Esencialmente, la colección sirve como caja de seguridad para los genes necesarios para crear variedades de trigo nuevas y mejoradas que le darán a la humanidad cosechas más grandes y enfrentarán los desafíos del cambio climático. Las nuevas tecnologías son la llave de la caja fuerte; nos permiten identificar y extraer los genes necesarios rápidamente e incorporarlos al trigo cultivado”, agregó.

«La colección sirve como caja de seguridad para los genes necesarios para crear nuevas variedades mejoradas de trigo que le darán a la humanidad cosechas más grandes y enfrentarán los desafíos del cambio climático. Las nuevas tecnologías son la clave de la caja de seguridad; nos permiten identificar y extraer los genes necesarios rápidamente e incorporarlos al trigo cultivado«, afirmó el Prof. Amir Sharon.

Con el apoyo del científico jefe del Ministerio de Agricultura y el Centro Israelí para la Edición del Genoma en la Agricultura, la Universidad de Tel Aviv ha establecido un centro para la transformación del trigo y la edición del genoma en el ICCR.

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“Este es un hito importante que nos permite, por primera vez, realizar una transformación de trigo efectiva aquí en Israel”, dijo Sharon.

El equipo de la universidad también está colaborando con investigadores en Israel y en todo el mundo para aislar genes de otros rasgos beneficiosos.

“Trabajamos con investigadores de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Beersheba, quienes recientemente aislaron genes de resistencia a plagas del trigo silvestre, y en nuestro propio instituto, identificamos un nuevo gen en progenitores de trigo que puede brindar resistencia en un clima árido”.

También se han producido importantes avances en biotecnología, concretamente en tecnologías de transferencia de genes y edición de genomas. Hacen posible la transferencia de nuevos genes a las plantas de cultivo y la introducción de cambios en los genes de trigo existentes. El ICCR implementa estas nuevas tecnologías, ofreciendo servicios de transformación de genes de trigo y edición de genomas a investigadores de otros institutos, así como a empresas comerciales, concluyó Sharon.

El Dr. Arava Shatil Cohen, jefe de la unidad de transformación de trigo, señaló: “Con estas tecnologías, podemos implantar nuevos genes y usar métodos de edición del genoma para dar al trigo nuevas propiedades. Usamos nuestros sistemas para promover la investigación en el ICCR y también ayudar a empresas e investigadores de otras instituciones que deseen utilizar esta tecnología”.

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