Un proyecto de papa editada genéticamente tiene como objetivo aumentar la tasa de fotosíntesis en los cultivos de papa para promover el rendimiento, la eficiencia en el uso del agua y la tolerancia a la sequía. La iniciativa, conocida como PhotoBoost y ejecutada por ocho instituciones europeas, apunta a un aumento del 20-25% en el rendimiento fotosintético, lo que podría conducir a un aumento del 30% en la biomasa vegetal.
Farmers Weekly / 24 de abril, 2023.- Un proyecto de papa editada genéticamente tiene como objetivo aumentar la tasa de fotosíntesis en los cultivos de papa para promover el rendimiento, la eficiencia en el uso del agua y la tolerancia a la sequía.
La iniciativa, conocida como PhotoBoost, apunta a un aumento del 20-25% en el rendimiento fotosintético, lo que podría conducir a un aumento del 30% en la biomasa vegetal.
El proyecto, financiado con fondos europeos, se basa en una variedad de disciplinas de ingeniería genética y se centra en seis puntos clave para mejorar el rendimiento fotosintético de la ruta C3 en papas:
- Optimice la eficiencia de la reacción a la luz
- Diseñar un bypass fotorrespiratorio
- Integrar mecanismos de concentración de dióxido de carbono de algas
- Optimice la capacidad fuente-sumidero
- Mejorar la eficiencia en el uso del agua
- Integrar un mecanismo de eliminación de oxígeno
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Edición de genes en la práctica
Jonathan Menary, científico social de la Universidad de Oxford, establece el cronograma para que los mejoradores lleven adelante las líneas comerciales de papa a partir de 2025.
El Dr. Menary continúa diciendo que al combinar dos o más estrategias biotecnológicas, los científicos han visto aumentar las tasas de fotosíntesis en al menos un 20-25%.
“La papa es un cultivo C3, por lo que en determinadas condiciones de luz se inicia un proceso llamado fotoprotección, que limita la fotosíntesis».
“Cuando las condiciones cambian, la planta no puede recuperarse rápidamente. Al editar genéticamente los cultivos podemos superar este problema, sobreexpresando ciertas enzimas para reducir la fotoprotección y acelerar la recuperación”.
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Reducir la fotorrespiración
Otra forma de optimizar la fotosíntesis es evitar un proceso llamado fotorrespiración. La enzima Rubisco se encarga de fijar el dióxido de carbono y convertirlo en azúcares.
“Sin embargo, en las plantas C3, hasta el 30 % del tiempo, Rubisco reacciona con oxígeno en lugar de dióxido de carbono.
“En la atmósfera primitiva había poco oxígeno, por lo que las plantas no se vieron afectadas por la fotorrespiración. A medida que los primeros fotosíntesis bombeaban oxígeno a la atmósfera, los niveles aumentaban lentamente”, dice.
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La fotorrespiración le cuesta energía a la planta, por lo que PhotoBoost tiene la intención de utilizar las siguientes herramientas genéticas para superar esto:
1.- Edición de genes
Esta técnica puede «noquear» y eliminar genes objetivo que codifican ciertas enzimas responsables del transporte de sustancias no objetivo. Este proceso implica cambios precisos en el genoma de un organismo, utilizando técnicas como CRISPR-Cas 9. No se introduce ADN extraño o transgenes de otras especies.
Por lo tanto, es probable que el método no esté regulado como organismos genéticamente modificados (OGMs o transgénicos) en Inglaterra con el proyecto de ley de mejoramiento de precisión ya aprobado. Sin embargo, la regulación podría ser diferente en Escocia.
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2.- Transgénicos con Agrobacterium
Las cianobacterias son bacterias que obtienen energía a través de la fotosíntesis. “La introducción de ciertos genes de cianobacterias en el genoma de un cultivo puede reducir las tasas de fotorrespiración”, explica el Dr. Menary.
Sin embargo, los transgénicos implican la modificación de un organismo utilizando ADN extraño y, en consecuencia, serán regulados como OGMs en el Reino Unido y la Unión Europea.
Esto significa que los productos de papa «PhotoBoost» se clasificarán como OGMs, ya que contendrían ADN extraño.
El proyecto tiene como objetivo explotar las últimas herramientas genéticas y el conocimiento sobre la fotosíntesis, pero este enfoque podría ser útil para algo más que patatas y arroz, los dos cultivos principales de PhotoBoost.
Se podrían autorizar mejoras fotosintéticas discretas para diferentes cultivos, según las necesidades locales y la regulación biotecnológica.
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PhotoBoost
Según el sitio web del proyecto PhotoBoost, combinará dos o más estrategias para aumentar la eficiencia fotosintética en al menos un 20 a 25% y el rendimiento de biomasa en al menos un 25 a 30%. Esto significará que se pueden producir más alimentos en menos tierra. La investigación existente de los ocho socios del proyecto en Alemania, Portugal, España, Filipinas y el Reino Unido ya ha podido aumentar el rendimiento fotosintético en un 15%.
Otro objetivo esencial del proyecto es mejorar la comprensión de la fotosíntesis, lo que podría conducir a nuevas técnicas que se pueden utilizar para mejorar aún más la productividad. Es importante destacar que estas nuevas técnicas podrían aumentar la robustez de los cultivos de papa y arroz en climas cambiantes. Se desarrollarán nuevos cultivos con una mayor tasa de acumulación de biomasa para uso comercial, facilitados por dos socios del consorcio de la industria de fitomejoramiento.