Cultivos como el trigo y el maíz se han sometido a un proceso de mejoramiento que dura miles de años, en el transcurso del cual la humanidad ha modificado gradualmente las propiedades de las plantas silvestres para adaptarlas a sus necesidades. Un motivo fue, y sigue siendo,mayores rendimientos. Un "efecto secundario" de esta reproducción ha sido la reducción de la diversidad genética y la pérdida de propiedades útiles. Esto se demuestra, entre otros, por una mayor susceptibilidad a enfermedades, falta de sabor o un contenido reducido de vitaminas y nutrientesen variedades modernas. Ahora, por primera vez, investigadores de Brasil, Estados Unidos y Alemania han creado un nuevo cultivo a partir de una planta silvestre dentro de una sola generación utilizando CRISPR-Cas9, un moderno proceso de edición del genoma. Comenzando con un "tomate silvestre"al mismo tiempo, han introducido una variedad de características de cultivo sin perder las valiosas propiedades genéticas de la planta silvestre. Los resultados se han publicado en la edición actual de Biotecnología de la naturaleza .
"Este nuevo método nos permite comenzar desde cero y comenzar un nuevo proceso de domesticación de nuevo", dice el biólogo Prof. Jörg Kudla de la Universidad de Münster Alemania, cuyo equipo está involucrado en el estudio "., podemos utilizar todo el conocimiento sobre genética de plantas y domesticación de plantas que los investigadores han acumulado en las últimas décadas. Podemos preservar el potencial genético y las propiedades particularmente valiosas de las plantas silvestres y, al mismo tiempo, producir las características deseadas de los cultivos modernos.en muy poco tiempo ". En total, los investigadores pasaron unos tres años trabajando en sus estudios.
Los investigadores eligieron Solanum pimpinellifolium como especie de planta madre, un pariente de tomate silvestre de América del Sur y el progenitor del tomate cultivado moderno. Las frutas de la planta silvestre son solo del tamaño de guisantes y el rendimiento es bajo, dos propiedades que lo hacen inadecuado comoPor otro lado, la fruta es más aromática que los tomates modernos, que han perdido algo de su sabor debido a la cría. Además, la fruta silvestre contiene más licopeno. Este llamado eliminador de radicales, es decir, un antioxidante, se consideraser saludable y, como resultado, es un ingrediente bienvenido.
Los investigadores modificaron la planta silvestre mediante el uso de "CRISPR-Cas9 multiplex" de tal manera que las plantas descendientes tuvieron pequeñas modificaciones genéticas en seis genes. Estos genes decisivos ya habían sido reconocidos por los investigadores en los últimos años y se consideran comoLa clave genética de las características en el tomate domesticado. Específicamente, los investigadores produjeron las siguientes modificaciones en comparación con el tomate silvestre: la fruta es tres veces más grande que la del tomate silvestre, que corresponde al tamaño de un tomate cherry.diez veces el número de frutas, y su forma es más ovalada que la fruta silvestre redonda. Esta propiedad es popular porque, cuando llueve, las frutas redondas se abren más rápido que las frutas ovales. Las plantas también tienen un crecimiento más compacto.
Otra nueva propiedad importante es que el contenido de licopeno en la nueva raza de tomate es más del doble que en el progenitor silvestre, y no menos de cinco veces mayor que en los tomates cherry convencionales ". Esta es una innovación decisiva queno se puede lograr mediante ningún proceso de mejoramiento convencional con tomates cultivados actualmente ", dice Jörg Kudla." El licopeno puede ayudar a prevenir el cáncer y las enfermedades cardiovasculares. Por lo tanto, desde el punto de vista de la salud, el tomate que hemos creado probablemente tiene un valor adicional en comparacióncon tomates cultivados convencionales y otras verduras que solo contienen licopeno en cantidades muy limitadas ". Hasta ahora, agrega, los criadores han intentado en vano aumentar el contenido de licopeno en los tomates cultivados. Sin embargo, en los casos en que tuvieron éxito, esto fueel gasto del contenido de betacaroteno, que también protege las células y, por lo tanto, es un ingrediente valioso.
Jörg Kudla resume el dilema de la agricultura moderna: "Nuestros cultivos modernos son el resultado de la cría, con todas sus ventajas y desventajas. Se han perdido muchas propiedades, como la capacidad de recuperación, y solo podríamos recuperarlasa través de un proceso laborioso de décadas de retrocruzamiento con la planta silvestre, si es que lo hace. La razón es que las propiedades que son el resultado de la interacción entre numerosos genes no pueden restaurarse a través de los procesos de reproducción tradicionales. En muchos aspectos, la domesticación escomo una calle de un solo sentido. Con la ayuda de la edición moderna del genoma, podemos utilizar las ventajas de la planta silvestre y resolver este problema de reproducción. En resumen, la 'domesticación molecular de novo' ofrece un enorme potencial, también para producir nuevas y deseablespropiedades ". Además, agrega el Prof. Kudla, ahora será posible, por ejemplo, tomar plantas que son muy saludables, pero que hasta ahora no han sido utilizadas por los humanos, o solo en un grado muy limitado, y,por medio de un inc dirigidoreducir el tamaño de sus frutos o al mejorar otras características de la domesticación, transformarlos en cultivos completamente nuevos.
Detalles del método: los investigadores utilizaron el método CRISPR-Cas9 para apuntar y desactivar genes en el Solanum pimpinellifolium planta mediante las llamadas mutaciones de pérdida de función. De entre las plantas modificadas genéticamente, seleccionaron plantas progenitoras maduras adecuadas. Los investigadores examinaron la descendencia de estas plantas progenitoras por sus características visibles externas y analizaron sus propiedades.
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Materiales proporcionados por Universidad de Münster . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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