Transformación genética y edición genómica: herramientas biotecnológicas para mitigar el efecto de los estreses bióticos y abióticos en el cultivo de la caña de azúcar.

ENRIQUE R.; BUDEGUER F.; OSTENGO, SANTIAGO; NOGUERA A.S.

San miguel de tucuman

Congreso; Reunion de la sociedad argentina de tecnicos de la caña de azucar; 2022

La caña de azúcar (Saccharum spp.) es un cultivo tropical y subtropical de propagaciónvegetativa que contribuye aproximadamente con el 80% de la producción de azúcar y el 40% dela producción mundial de biocombustibles (Byrt y col., 2011). Los cultivos modernos de caña deazúcar son híbridos altamente poliploides y aneuploides con genomas extremadamente grandes(>10 Gigabases), que se han originado a partir del cruzamiento entre las especies Saccharumofficinarum y S. spontaneum (Piperidis y D'Hont, 2020). La complejidad genética y la baja fertilidaddel cultivo en condiciones naturales hacen que el mejoramiento tradicional sea extremadamentelaborioso, costoso y lento. Esto, junto con su propagación vegetativa, que permite la transferenciay multiplicación estable de transgenes, hacen de la caña de azúcar un buen candidato para lamejora del cultivo mediante ingeniería genética. La producción de caña de azúcar se ve afectadanegativamente por diversos estreses bióticos (enfermedades, plagas y malezas) y abióticos(sequía, salinidad, altas y bajas temperaturas, y baja fertilidad del suelo), reduciendo elrendimiento potencial medio y máximo del cultivo (Budeguer y col., 2021). Por esta razón, elmejoramiento convencional apoyado por la ingeniería genética busca constantemente desarrollarnuevos genotipos con mayores rendimientos de azúcar y biomasa y mayor tolerancia al estrés.Sin embargo, encontrar nuevos recursos genéticos naturales para generar variedades con mayortolerancia es un reto. En este sentido, las variedades de élite son el material de partida para lamejora de los cultivos mediante ingeniería genética para añadir rasgos que confieran ventajasadaptativas para superar los estreses mencionados.Entre las herramientas biotecnológicas disponibles, la transformación genética (TG) y laedición genómica (EG) son las más valiosas. La primera tecnología permite incorporar genes deotras plantas no relacionadas o de diferentes organismos. Por su parte, la EG puede editar,insertar o sustituir secuencias específicas dentro del genoma (Kumar y col., 2020).Los factores de transcripción (FT) son proteínas reguladoras del proceso transcripcionalen plantas y otros organismos. Entre los FT caracterizados en el girasol, se ha informado que elHaHB11, el cual pertenece a la familia del homeodominio-cremallera de leucina (HD-Zip), confieretolerancia a la sequía, al anegamiento y a la salinidad, y otorga mayor rendimiento a Arabidopsis,maíz y alfalfa transgénicos (Cabello y col., 2017; Raineri y col. 2022).La enzima Acetolactato Sintasa (ALS) cataliza la biosíntesis de los aminoácidosesenciales de cadena ramificada y es fuertemente inhibida por varios herbicidas, tales comosulfonilureas e imidazolinonas, entre otros. La resistencia a herbicidas inhibidores de ALS escontrolada por mutaciones específicas presentes en los alelos als.Ambas proteínas, HaHB11 y ALS, son objeto de estudio en el presente trabajo y medianteingeniería genética se intervino el genoma de la caña de azúcar con el propósito de conferirletolerancia a estreses ambientales como la escasez de agua y la presencia de malezas