Transformación genética y edición genómica: Herramientas de ingeniería genética utilizadas para mitigar el efecto de los estreses bióticos y abióticos en el cultivo de la caña de azucar

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

INTA CASTELAR

Simposio; I Simposio de Ciencias Agrarias de INTA; 2022

INTA

La caña de azúcar (Saccharum spp.) es un cultivo tropical y subtropical de propagación vegetativa que contribuye aproximadamente con el 80% de la producción de azúcar y el 40% de la producción mundial de biocombustibles. La complejidad genética y la baja fertilidad del cultivo en condiciones naturales hacen que el mejoramiento tradicional sea extremadamente laborioso, costoso y lento. La producción de caña de azúcar se ve afectada negativamente por diversos estreses bióticos (enfermedades, plagas y malezas) y abióticos (sequía, salinidad, altas y bajas temperaturas, baja fertilidad del suelo), los cuales reducen los rendimientos del cultivo. Por esta razón, el mejoramiento convencional asistido por la ingeniería genética busca constantemente desarrollar nuevos genotipos con mayores rendimientos de azúcar y biomasa, además de mayor tolerancia al estrés. Entre las herramientas de ingeniería genética disponibles, la transformación genética (TG) y la edición genómica (EG) son las más valiosas. La Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC) posee amplia experiencia en el desarrollo de eventos transgénicos de caña de azúcar, siendo su antecedente más relevante el evento TUC 87-3 RG con resistencia a glifosato, el cual está inscripto en INASE y posee dictámenes favorables de CONABIA, SENASA y la Dirección de Mercados para su liberación comercial. En el presente trabajo se propuso la incorporación en caña de azúcar mediante TG, de genes que codifican para proteínas insecticidas que confieren resistencia a Diatraea saccharalis y de un gen que codifica para un factor de transcripción que confiere tolerancia a estreses abióticos. Por otro lado, se propuso editar mutaciones en los genes als (acetolactato sintasa) mediante la tecnología CRISPR-Cas con el propósito de conferir al cultivo resistencia a herbicidas. Mediante el bombardeo con partículas de oro se introdujeron en callos embriogénicos de una variedad élite de caña de azúcar, tanto los genes mencionados anteriormente para la obtención de las líneas transgénicas, como las ribonucleoproteínas (RNPs) y el ADN de reparación para los experimentos de EG. A través de la TG se pudieron regenerar in vitro un gran número de líneas transgénicas con los nuevos caracteres incorporados y cuyos eventos promisorios se encuentran en fase de “prueba de concepto”. Por otro lado, mediante EG se obtuvieron líneas editadas in vitro que se encuentran en proceso de multiplicación en laboratorio.Como resultado de la utilización de estas dos valiosas herramientas para el mejoramiento de la caña de azúcar, se han generado eventos con ventajas adaptativas que permitirán mitigar el efecto de diferentes estreses. Se espera en un futuro proveer al sector productivo de nuevos materiales de caña de azúcar que posibiliten expandir las fronteras productivas y a su vez disminuir las pérdidas de rendimiento ante los desafíos ambientales.