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Editar el genoma de la alfalfa para aumentar su rendimiento

Desde el INTA aseguran que mediante esta herramienta biotecnológica se mejoran los caracteres agronómicos de interés de los alimentos consumidos por los animales, lo que impacta en una mayor sustentabilidad y eficiencia.

Por INTA

  • editar genoma alfalfa aumentar su rendimiento

Al analizar el escenario mundial, el aumento de la producción de alimentos por superficie es escaso, por lo que surge la necesidad de plantear estrategias que consideren el incremento del rendimiento por unidad de área. Ese es el camino para poder dar respuesta a la demanda de alimentos que, cada vez, será mayor.

En este contexto, los especialistas ponderan el rol que ocupa la edición génica vegetal al permitir mejorar los forrajes y alimentos consumidos por los animales, lo que impacta en una mayor sustentabilidad, previsión y eficiencia de las producciones. En el INTA impulsan la edición del genoma de la alfalfa para aumentar la obtención de biomasa, resistencia a estrés abiótico y el retraso de la floración.

Aníbal Pordomingo –coordinador del programa Carnes y Fibras del INTA–, subrayó el gran aporte que hace y hará la edición génica (EG) a la ganadería, tanto en el mejoramiento en animales como en las plantas en beneficio de la producción sustentable y la predictividad de los resultados, en especial, en ambientes extremos.

Y aseguró que “el mayor avance en el sector ganadero se va a dar por la edición génica en la producción vegetal, con grandes aportes a la ganadería de la mano de mejores forrajes y alimentos”.

Por su parte, Sergio Feingold –coordinador nacional del programa nacional de Biotecnología del INTA–, aseguró que “la edición génica representa una revolución tecnológica pocas veces vista, debido no solo a sus particulares ventajas técnicas sino a la posibilidad de introducir modificaciones genéticas con alta eficiencia e inusitada velocidad”.

En esta línea, Gabriela Soto –especialista en ingeniería genética de leguminosas del Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABiMo, INTA-CONICET)–, especificó: “El INTA trabaja en la edición del genoma de alfalfa, en especial en los genes que brindan información o están directamente relacionados con el aumento de la productividad de esta forrajera”.

“Con este objetivo, y mediante la técnica de edición génica vía CRISPR/Cas, logramos generar 4 vectores binarios para la eliminación de un gen endógeno determinado (knock out) y para la edición puntual un gen endógeno (base editing) de alfalfa”, explicó Soto.

Según especificó la investigadora, este trabajo permitirá potenciar el crecimiento y desarrollo vegetativo de la alfalfa, como así también obtener un fenotipo de mayor producción de biomasa fácilmente reconocible. Además, en estos individuos, se estudiará el retraso de la floración, que también es un carácter deseable en alfalfa. A su vez, se trabajará en la tolerancia a condiciones de estrés abiótico y retraso de senescencia. “Para ello, realizaremos un knock out de un gen previamente caracterizado en nuestro grupo mediante mutantes en Arabisposis”, indicó Soto quien agregó: “Otro punto que considera la investigación es la fijación biológica de nitrógeno”.

Actualmente, el grupo de trabajo de ingeniería genética de leguminosas busca desarrollar una sintética experimental de alfalfa tolerante a herbicidas, editada genéticamente vía CRISPR/Cas9.

“Esto responde a una necesidad a partir de la problemática existente con las malezas”, reconoció Soto quien advirtió sobre la presencia de más de 120 especies de malezas que generan entre un 50 y un 80 % de pérdidas en la productividad potencial en las pasturas de alfalfa en el país.

De acuerdo con la investigadora, “la falta de herbicidas selectivos, sumado a la ausencia de cultivares tolerantes y el mal manejo de los lotes intensifica la aparición de malezas resistentes, complejizando aún más el panorama futuro”. A lo cual agregó: “En la actualidad, el manejo de lotes de alfalfa con herbicidas es complejo y, por consiguiente, necesita de un alto grado de capacitación”.}

Edición génica: una herramienta para superar las limitaciones

“Combinando técnicas convencionales con herramientas biotecnológicas, como la edición génica, pudimos superar las limitaciones del mejoramiento genético convencional”, aseguró Soto quien no dudó en resaltar que “el trabajo se focalizó en mejorar la productividad y sustentabilidad del cultivo de alfalfa”.

Para ello, “identificamos los caracteres agronómicos de interés, generamos herramientas moleculares para mejorar y estudiar aspectos relevantes de caracteres seleccionados tales como la tolerancia a herbicidas y al estrés abiótico –particularmente la salinidad y el frío–, el retraso de la floración y la fijación biológica de nitrógeno”, detalló la investigadora. Y adelantó que, en un futuro, pretenden explorar estrategias que permitan mejorar las performances de los cultivos frente a anegamiento y a sequía.

Una vez seleccionados los caracteres de interés, diseñaron las estrategias moleculares para su mejoramiento, vía edición génica. Para lo cual utilizaron herramientas bioinformáticas disponibles, como es la reciente secuenciación del genoma de alfalfa y la disponibilidad de microarreglos y otras herramientas bioinformáticas específicas para la especie.

De acuerdo con la técnica, “esta información acorta mucho los tiempos, ya que habilita tanto el estudio como el desarrollo directamente en el cultivo de interés y no indirectamente en especies modelos”.

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