En un artículo publicado en la prestigiosa revista Trends in Plant Science, investigadores de Agrotecnio y la Universidad de Lleida revisan los últimos avances en tecnologías CRISPR.
La revista de referencia Trends in Plant Science ha publicado un artículo por invitación de investigadores de Agrotecnio y de la Universidad de Lleida que revisa los últimos avances en la edición del genoma del arroz y destaca esta tecnología como una herramienta clave para afrontar los desafíos alimentarios globales en un mundo afectado por el cambio climático.
El arroz alimenta a más de la mitad de la humanidad, pero aumentar los rendimientos lo suficientemente rápido como para alimentar a cinco mil millones de personas adicionales para 2050 se vuelve cada vez más difícil a medida que los suelos se degradan y el clima se calienta. La revisión científica muestra cómo las herramientas de edición del genoma de próxima generación están transformando la mejora del arroz, proporcionando mejoras precisas en el rendimiento, la tolerancia al estrés y la calidad del grano que los métodos convencionales por sí solos ya no pueden lograr.
En el artículo “Genome Editing in Rice: Towards Climate-Resilient and Nutrient-Rich Crops” (Edición del genoma en arroz: hacia cultivos resistentes al clima y ricos en nutrientes), los investigadores de Agrotecnio y de la Universidad de Lleida – Xin Huang, Wenshu He, Ludovic Bassie, Paul Christou y Teresa Capell – revisan los últimos avances en tecnologías de edición del genoma basadas en CRISPR. Estas herramientas permiten modificaciones altamente precisas en los genomas de los cultivos, incluyendo cambios mínimos en los propios genes de la planta, así como inserciones dirigidas de secuencias específicas de ADN, con el objetivo de mejorar el rendimiento, la resiliencia frente al estrés ambiental y la calidad nutricional.
Las tecnologías CRISPR abarcan técnicas de edición del genoma que permiten modificaciones precisas de los genes de un organismo. A diferencia de los métodos convencionales de mejora genética, CRISPR y otros enfoques de edición del genoma de próxima generación (como la edición de bases o la edición prime) permiten cambios dirigidos al genoma, abriendo la puerta a mejoras más rápidas y seguras en rendimiento, resistencia a enfermedades y calidad del grano.
Mayor rendimiento, resiliencia y mejora nutricional
Los autores informan que las técnicas de edición del genoma han incrementado el tamaño y número de granos, mejorado la arquitectura de la planta y optimizado la eficiencia en el uso del nitrógeno. Las nuevas variedades también han mostrado mayor tolerancia a estreses abióticos como sequía, salinidad y temperaturas extremas, así como resistencia a plagas y enfermedades sin penalizaciones en el rendimiento.
La edición del genoma también ha mejorado el valor nutricional de los granos de arroz. Se han desarrollado líneas con mayor β-caroteno (precursor de la vitamina A) y niveles más altos de zinc. La digestibilidad del almidón se ha ajustado modificando el contenido de amilopectina y amilosa, y se han logrado mejoras en la composición proteica y los compuestos aromáticos, resultando en granos con propiedades organolépticas de primera calidad. Finalmente, la acumulación de metales pesados como arsénico y cadmio se ha reducido significativamente, permitiendo un cultivo más seguro incluso en suelos contaminados.
Desafíos futuros: barreras técnicas y falta de regulación armonizada
A pesar de estos avances, los autores concluyen que las aplicaciones comerciales todavía enfrentan desafíos técnicos y regulatorios. Los principales obstáculos técnicos incluyen la precisión en la edición múltiple de genes, la dificultad de insertar fragmentos grandes de ADN y la dependencia de genotipos específicos para la transformación y regeneración de plantas. A nivel regulatorio, señalan que la falta de estándares globalmente armonizados dificulta el comercio internacional. Argumentan que la transparencia científica y la comunicación efectiva con la sociedad son esenciales para lograr la aceptación pública.
Los autores concluyen que, con inversión sostenida, cooperación público-privada y marcos regulatorios armonizados, la edición del genoma puede impulsar una nueva generación de cereales y otros cultivos resistentes al clima, ricos en nutrientes y de alto rendimiento, esenciales para la seguridad alimentaria global.