En un article publicat a la prestigiosa revista Trends in Plant Science, investigadors d’Agrotecnio i la Universitat de Lleida revisen els darrers avenços en les tecnologies CRISPR.
La revista de referència Trends in Plant Science ha publicat un article per invitació d’investigadors d’Agrotecnio i de la Universitat de Lleida que revisa els darrers avenços en l’edició del genoma de l’arròs i destaca aquesta tecnologia com una eina clau per afrontar els reptes alimentaris globals en un món afectat pel canvi climàtic.
L’arròs alimenta més de la meitat de la humanitat, però augmentar els rendiments prou ràpidament per alimentar cinc mil milions de persones addicionals el 2050 esdevé cada vegada més difícil a mesura que els sòls es degraden i el clima s’escalfa. La revisió científica mostra com les eines d’edició del genoma de nova generació estan transformant la millora de l’arròs, proporcionant millores precises en el rendiment, la tolerància a l’estrès i la qualitat del gra que els mètodes convencionals ja no poden aconseguir per si sols.
A l’article “Genome Editing in Rice: Towards Climate-Resilient and Nutrient-Rich Crops”, (Edició del genoma en arròs: cap a cultius resilients al clima i rics en nutrients), els investigadors d’Agrotecnio i de la Universitat de Lleida – Xin Huang, Wenshu He, Ludovic Bassie, Paul Christou i Teresa Capell – revisen els darrers avenços en tecnologies d’edició del genoma basades en CRISPR. Aquestes eines permeten modificacions altament precises dels genomes dels cultius, incloent-hi canvis mínims en els propis gens de la planta, així com insercions dirigides de seqüències específiques d’ADN, amb l’objectiu de millorar el rendiment, la resistència a l’estrès ambiental i la qualitat nutricional.
Les tecnologies CRISPR inclouen tècniques d’edició del genoma que permeten modificacions precises dels gens d’un organisme. A diferència dels mètodes convencionals de millora genètica, CRISPR i altres enfocaments d’edició del genoma de nova generació (com l’edició de bases o l’edició prime) permeten canvis dirigits al genoma, obrint la porta a millores més ràpides i segures en rendiment, resistència a malalties i qualitat del gra.
Major rendiment, resilència i millora nutricional
Els autors informen que les tècniques d’edició del genoma han augmentat la mida i el nombre dels grans, han millorat l’arquitectura de la planta i han optimitzat l’eficiència en l’ús del nitrogen. Les noves varietats també han mostrat una major tolerància a estrès abiòtics com la sequera, la salinitat i les temperatures extremes, així com resistència a plagues i malalties sense penalitzacions en el rendiment.
L’edició del genoma també ha millorat el valor nutricional dels grans d’arròs. S’han desenvolupat línies amb un augment de β-carotè (precursor de la vitamina A) i nivells més alts de zinc. La digestibilitat de l’amidó s’ha adaptat ajustant el contingut d’amilopectina i amilosa, i s’han aconseguit millores en la composició de proteïnes i compostos aromàtics, resultant en grans amb propietats organolèptiques de primer nivell. Finalment, l’acumulació de metalls pesants com l’arsènic i el cadmi s’ha reduït significativament, permetent un cultiu més segur fins i tot en sòls contaminats.
Reptes futurs: barreres tècniques i manca de regulació harmonitzada
Malgrat aquests avenços, els autors conclouen que les aplicacions comercials encara s’enfronten a reptes tècnics i regulatoris. Els principals obstacles tècnics inclouen la precisió en l’edició múltiple de gens, la dificultat d’inserir fragments grans d’ADN i la dependència de genotips específics per a la transformació i regeneració de plantes. A nivell regulatori, assenyalen que la manca d’estàndards harmonitzats a nivell global dificulta el comerç internacional. Argumenten que la transparència científica i la comunicació efectiva amb la societat són essencials per aconseguir l’acceptació pública.
Els autors conclouen que, amb una inversió sostinguda, cooperació públic-privada i marcs regulatoris harmonitzats, l’edició del genoma pot impulsar una nova generació de cereals i altres cultius resilients al clima, rics en nutrients i d’alt rendiment, essencials per a la seguretat alimentària global.