Después de un período de lluvia inesperada, antes de la temporada de cosecha, un agricultor puede enfrentarse al problema impredecible del brote prematuro de la cebada. La cebada germinada obtiene precios de mercado considerablemente más bajos y representa una carga económica para los agricultores y las empresas productoras de cerveza, que están a merced de la naturaleza. Un cambio climático cada vez más agresivo no ha mejorado esta situación.
Este problema ha mantenido ocupados a los investigadores agrícolas, y puede evitarse mediante la latencia prolongada del grano gracias a la manipulación genética. Sin embargo, la latencia puede interferir con la producción de malta y también causar una germinación no uniforme al sembrar. Es necesario equilibrar estos problemas para una producción de cebada de alta calidad.
«Producimos con éxito cebada mutante que era resistente a la brotación antes de la cosecha utilizando la tecnología CRISPR / Cas9«
Ahora, un equipo de científicos, dirigido por el profesor asociado Dr. Hiroshi Hisano, de la Universidad de Okayama, en Japón, ofrece una solución a este antiguo problema. Para lograr la cebada perfecta, buscaron la última tecnología de manipulación de genes: CRISPR / Cas9. Según el Dr. Hisano, «reconocimos la necesidad de manipular estratégicamente los cultivos para capear los efectos de la exacerbación constante del cambio climático. Dado que nuestro grupo de investigación colaborativa ya había desarrollado experiencia en la edición de precisión del genoma de la cebada, decidimos hacer lo mismo inicialmente. También, estudios previos han identificado genes específicos de latencia de granos y semillas en la cebada, llamados Qsd1 y Qsd2. Por lo tanto, nuestro modus operandi fue bastante claro«. Sus hallazgos se han publicado como artículo de investigación en Plant Biotechnology Journal.
Usando mutagénesis dirigida CRISPR / Cas9, el Dr. Hisano y su equipo manipularon genéticamente muestras de cebada Golden Promise, para que fueran mutantes simples (qsd1 o qsd2) o mutantes dobles (qsd1 y qsd2). Luego, procedieron a realizar ensayos de germinación en todas las muestras mutantes y no mutadas.
Más resistente al cambio climático
Posteriormente, los resultados que obtuvieron para los mutantes, en comparación con los no mutantes, fueron extremadamente interesantes. Todos los mutantes mostraron un retraso en la germinación, pero había propiedades condicionales o específicas de los mutantes. La germinación de mutantes se promovió mediante un tratamiento con peróxido de hidrógeno al 3%; la exposición de todos los mutantes a temperaturas frías promovió en gran medida la germinación, lo que indica que los granos de los mutantes no estaban muertos, sino que habían estado inactivos por más tiempo. La mutación qsd1 en mutantes únicos redujo parcialmente la latencia de grano largo, debido a qsd2; y los mutantes qsd2 pudieron germinar en la oscuridad, pero no en la luz. Además, todos los mutantes mostraron acumulación de ácido abscísico, de acuerdo con las condiciones observadas con la germinación retardada. En particular, esta acumulación de ácido abscísico en sí misma no puede mantener la latencia del grano a largo plazo, siendo esta última importante para la producción de cebada de alta calidad.
El Dr. Hisano agrega que «producimos con éxito cebada mutante que era resistente a la brotación antes de la cosecha utilizando la tecnología CRISPR / Cas9. Además, nuestro estudio no sólo ha aclarado las funciones de qsd1 y qsd2 en la germinación o latencia del grano, sino que también ha establecido que qsd2 juega un papel más importante«.
En general, este estudio sirve como un hito para la investigación de mejoramiento de cultivos presente y futura a través de la manipulación genética eficiente. Los investigadores tienen la esperanza de poder resolver problemas alimentarios y ambientales utilizando sus técnicas mejoradas de biotecnología.
Fuente: Plant Biotechnology Journal.
