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Investigadores publican una nueva técnica de «edición epigenética» para mejorar los cultivos (sin cambiar su ADN)

Científicos del Centro Donald Danforth de Ciencias Vegetales (Estados Unidos) y sus colaboradores reportaron la mejora en la resistencia a una problemática enfermedad de la yuca mediante una tecnología innovadora denominada «metilación dirigida». Esta no genera cambios en el ADN de la planta sino que en su proceso de metilación. Ahora esperan aplicar este sistema para resistencia a otras enfermedades y estudiar la heredabilidad de estos cambios.

Donald Danfoth Plant Sciences / 7 de febrero de 2023 – La yuca es uno de los cultivos más importantes de los trópicos y alimenta a 500 millones de personas en más de 80 países. El tizón bacteriano de la yuca (CBB) es una enfermedad devastadora que causa pérdidas de cosechas en todo el mundo. Una investigación pionera dirigida por la doctora Rebecca Bart, miembro del Centro Donald Danforth de Ciencias Vegetales, y sus colaboradores de la Universidad de California en Los Ángeles y la Universidad de Hawaii en Manoa demostró que una nueva tecnología, la edición del epigenoma, puede reducir los síntomas del tizón bacteriano en las plantas de yuca manteniendo su crecimiento y desarrollo normales. Estos hallazgos no sólo aumentarán la resistencia de la yuca al CBB, con el consiguiente potencial de mejora de los rendimientos para los agricultores, sino que también sentarán las bases para utilizar la edición del epigenoma en la mejora de otros cultivos. Su trabajo, Improving cassava bacterial blight resistance by editing the epigenome, se publicó recientemente en la revista científica Nature Communications.

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«Es la primera vez que se utiliza la metilación dirigida para introducir un rasgo agronómico en un cultivo importante», afirma la Dra. Kira Veley, investigadora principal de Danforth y primera autora del trabajo. El equipo de investigación aplicó la tecnología para mejorar deliberadamente la resistencia al tizón bacteriano de la yuca, y las plantas de yuca resultantes presentaban síntomas más pequeños y menos intensos de la enfermedad en sus hojas.

La epigenética es un proceso natural que utilizan las células para controlar la expresión de los genes sin cambiar la propia secuencia del ADN, y la metilación es uno de esos tipos de «decoración» del ADN. «Dirigir la metilación a sitios específicos del epigenoma es algo realmente nuevo», afirmó el Presidente y Director General del Centro Danforth, y coautor de la investigación, el doctor Jim Carrington.

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Esta investigación fue el resultado de una larga colaboración entre los científicos del Centro Danforth y el laboratorio de Steve Jacobsen en la UCLA. El laboratorio de Jacobsen realiza investigaciones fundamentales sobre metilación y epigenética. Su trabajo es una poderosa demostración del valor de aplicar nuevas técnicas a especies de cultivo con pocos recursos, y su metodología tiene el potencial de reproducirse con éxito en muchos otros sistemas vegetales en el futuro. «Uno de los aspectos más maravillosos de este proyecto es la transferencia de conocimientos entre un sistema vegetal modelo, Arabidopsis, y un cultivo importante para la seguridad alimentaria, la yuca. Los cultivos como la yuca suelen quedar rezagados en lo que respecta a las nuevas fronteras tecnológicas. Esta es una de las razones por las que estamos especialmente entusiasmados por haber aplicado primero estas herramientas en la yuca», dijo Bart.

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El laboratorio de Bart sigue investigando el tizón bacteriano de la yuca, entre otras cosas identificando los factores ambientales que provocan los brotes y cómo influirá el cambio climático global en la enfermedad. Los investigadores también están interesados en la heredabilidad de su nuevo rasgo de resistencia al CBB y actualmente están cultivando plantas en Hawai para comprobar la herencia entre generaciones. Además del tizón bacteriano, varios virus limitan el rendimiento de la yuca, por lo que el equipo está muy interesado en continuar su trabajo y desarrollar nuevas estrategias de control de otras enfermedades.

Este trabajo se ejecutó con una subvención de la Fundación Bill y Melinda Gates (Inversión INV-008213), a la financiación del Programa de Becas de Investigación para Graduados de la Fundación Nacional para la Ciencia y a la financiación de la Universidad de Washington en San Luis a través de la Beca William H. Danforth de Ciencias Vegetales.

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