Bananas en peligro: CRISPR podría ser la única esperanza del banano contra un hongo mortal
Los investigadores están utilizando la herramienta de edición génica para aumentar las defensas de la fruta y evitar la extinción de la principal variedad comercial.
Los investigadores están utilizando la herramienta de edición génica para aumentar las defensas de la fruta y evitar la extinción de la principal variedad comercial.
La carrera para diseñar la banana de próxima generación está en marcha. El gobierno colombiano confirmó el mes pasado que un hongo que mata bananos ha invadido las Américas, la fuente de gran parte del suministro mundial de bananas. La llegada de este hongo ha dado nueva urgencia a los esfuerzos para crear una banana que pueda resistir la peste.
Los científicos están utilizando una combinación de enfoques para salvar al banano. Un equipo en Australia ha insertado un gen de banano silvestre en la variedad comercial de banana más importante, conocida como Cavendish, y actualmente está probando estos bananos modificados en ensayos de campo. Los investigadores también están recurriendo a la poderosa y precisa herramienta de edición génica CRISPR para aumentar la resistencia de Cavendish contra el hongo conocido como Fusarium raza tropical 4 (TR4).
Lograr la resistencia a TR4 en Cavendish utilizando métodos convencionales no es posible porque la variedad es estéril (la banana no produce semillas) y se propaga por clonación. Entonces, la única forma de salvar a la banana Cavendish puede ser modificar su genoma, dice Randy Ploetz, un patólogo de plantas en la Universidad de Florida en Homestead. La variedad (Cavendish) representa el 99% del comercio mundial de banana.
James Dale, biotecnólogo de la Universidad Tecnológica de Queensland en Brisbane, Australia, comenzó a recibir consultas sobre sus bananas genéticamente modificadas (GM) en julio, cuando surgieron los primeros rumores de que TR4 había llegado a Colombia. "Entonces Colombia declaró una emergencia nacional", dice Dale, "y ahora el interés está por las nubes".
Una alternativa atractiva
Esta no es la primera vez que una variedad comercial de banana se enfrenta a la extinción. En la primera mitad de la década de 1900, otra cepa del hongo Fusarium llamada TR1 casi aniquiló al mejor plátano de la era, el Gros Michel. Pero los agricultores tenían un respaldo en Cavendish, que era resistente al TR1, era lo suficientemente resistente como para soportar el manipuleo durante la exportación y tenía una textura y sabor ampliamente aceptables. En la década de 1960, los grandes productores de banana como Chiquita, ahora con sede en Fort Lauderdale, Florida, se estaban cambiando a Cavendish.
No hay alternativa fácil esta vez. Rodomiro Ortiz, un genetista de plantas de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas en Alnarp, dice que ninguna especie de banano natural tiene las cualidades que han hecho al Cavendish tan popular y la capacidad de resistir el TR4.
Y el hongo es un oponente rudo. No se puede matar con fungicidas, y puede permanecer en el suelo por hasta 30 años. Eso ha ayudado a TR4 a extenderse lentamente por todo el mundo, probablemente transmitiéndose mediante equipos contaminados o en suelo. La cepa comenzó a destruir los cultivos de banano en la década de 1990 en Asia antes de invadir Australia y los países de Oriente Medio y África. Ahora TR4 está en las Américas, y los investigadores dicen que Cavendish podría extinguirse virtualmente en las próximas décadas a menos que puedan modificarlo para resistir al hongo.
El equipo de Dale se ha centrado en modificar las plantas Cavendish mediante la inserción de un gen del banano silvestre Musa acuminata ssp. malaccensis que confiere resistencia a TR4. Después de publicar resultados prometedores en 2017 de una pequeña prueba de campo, comenzó un estudio más amplio hace 15 meses. Dale y sus colegas han plantado Cavendish transgénico en media hectárea de tierra infestada con TR4 en el norte de Australia. Los bananos transgénicos están bien, dice Dale, mientras que aproximadamente un tercio de los bananos convencionales que plantó para la comparación están infectados con el hongo.
Planea solicitar la aprobación a los reguladores australianos para comercializar una banana Cavendish transgénica después de que finalice el estudio en 2021. Pero es imposible predecir si los funcionarios darán el visto bueno o cuánto tiempo podría tomar la aprobación.
Incluso si la banana transgénica de Dale gana la aprobación, venderlas podría ser un problema. Los cultivos transgénicos han enfrentado durante mucho tiempo el rechazo público en el mundo, especialmente en Europa. "James tiene excelentes bananas que parecen casi inmunes a TR4", dice Ploetz. "Pero si los consumidores las comprarán es otro problema completamente".
Entusiasmándose con CRISPR
En un intento por hacer que las bananas sean más apetecibles para los reguladores, Dale también está editando el genoma de Cavendish con CRISPR para aumentar su resistencia a TR4, en lugar de insertar genes extraños. Específicamente, está tratando de activar un gen latente en Cavendish que confiere resistencia a TR4, el mismo gen que identificó en M. acuminata. Pero el trabajo aún está en sus primeras etapas. "Pasarán un par de años antes de que los bananos editados entren al campo para las pruebas", dice Dale.
Otros investigadores están utilizando CRISPR para mejorar las defensas de Cavendish de diferentes maneras. Leena Tripathi, bióloga molecular del Instituto Internacional de Agricultura Tropical en Nairobi, Kenia, está utilizando la herramienta de edición génica para suprimir los genes Cavendish que parecen hacer que la planta sea vulnerable a TR4. Hasta ahora, solo ha editado tejido Cavendish en el laboratorio. El siguiente paso será hacer crecer el tejido en retoños y luego ver si las plantas sobreviven a la exposición a TR4. Investigadores en Filipinas se han ofrecido para ayudar a probar Cavendish editado por Tripathi en su país; TR4 está presente allí, pero no en Kenia.
Los investigadores están utilizando la herramienta de edición génica para aumentar las defensas de la fruta y evitar la extinción de la principal variedad comercial.
La carrera para diseñar la banana de próxima generación está en marcha. El gobierno colombiano confirmó el mes pasado que un hongo que mata bananos ha invadido las Américas, la fuente de gran parte del suministro mundial de bananas. La llegada de este hongo ha dado nueva urgencia a los esfuerzos para crear una banana que pueda resistir la peste.
Los científicos están utilizando una combinación de enfoques para salvar al banano. Un equipo en Australia ha insertado un gen de banano silvestre en la variedad comercial de banana más importante, conocida como Cavendish, y actualmente está probando estos bananos modificados en ensayos de campo. Los investigadores también están recurriendo a la poderosa y precisa herramienta de edición génica CRISPR para aumentar la resistencia de Cavendish contra el hongo conocido como Fusarium raza tropical 4 (TR4).
Lograr la resistencia a TR4 en Cavendish utilizando métodos convencionales no es posible porque la variedad es estéril (la banana no produce semillas) y se propaga por clonación. Entonces, la única forma de salvar a la banana Cavendish puede ser modificar su genoma, dice Randy Ploetz, un patólogo de plantas en la Universidad de Florida en Homestead. La variedad (Cavendish) representa el 99% del comercio mundial de banana.
James Dale, biotecnólogo de la Universidad Tecnológica de Queensland en Brisbane, Australia, comenzó a recibir consultas sobre sus bananas genéticamente modificadas (GM) en julio, cuando surgieron los primeros rumores de que TR4 había llegado a Colombia. "Entonces Colombia declaró una emergencia nacional", dice Dale, "y ahora el interés está por las nubes".
Una alternativa atractiva
Esta no es la primera vez que una variedad comercial de banana se enfrenta a la extinción. En la primera mitad de la década de 1900, otra cepa del hongo Fusarium llamada TR1 casi aniquiló al mejor plátano de la era, el Gros Michel. Pero los agricultores tenían un respaldo en Cavendish, que era resistente al TR1, era lo suficientemente resistente como para soportar el manipuleo durante la exportación y tenía una textura y sabor ampliamente aceptables. En la década de 1960, los grandes productores de banana como Chiquita, ahora con sede en Fort Lauderdale, Florida, se estaban cambiando a Cavendish.
No hay alternativa fácil esta vez. Rodomiro Ortiz, un genetista de plantas de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas en Alnarp, dice que ninguna especie de banano natural tiene las cualidades que han hecho al Cavendish tan popular y la capacidad de resistir el TR4.
Y el hongo es un oponente rudo. No se puede matar con fungicidas, y puede permanecer en el suelo por hasta 30 años. Eso ha ayudado a TR4 a extenderse lentamente por todo el mundo, probablemente transmitiéndose mediante equipos contaminados o en suelo. La cepa comenzó a destruir los cultivos de banano en la década de 1990 en Asia antes de invadir Australia y los países de Oriente Medio y África. Ahora TR4 está en las Américas, y los investigadores dicen que Cavendish podría extinguirse virtualmente en las próximas décadas a menos que puedan modificarlo para resistir al hongo.
El equipo de Dale se ha centrado en modificar las plantas Cavendish mediante la inserción de un gen del banano silvestre Musa acuminata ssp. malaccensis que confiere resistencia a TR4. Después de publicar resultados prometedores en 2017 de una pequeña prueba de campo, comenzó un estudio más amplio hace 15 meses. Dale y sus colegas han plantado Cavendish transgénico en media hectárea de tierra infestada con TR4 en el norte de Australia. Los bananos transgénicos están bien, dice Dale, mientras que aproximadamente un tercio de los bananos convencionales que plantó para la comparación están infectados con el hongo.
Planea solicitar la aprobación a los reguladores australianos para comercializar una banana Cavendish transgénica después de que finalice el estudio en 2021. Pero es imposible predecir si los funcionarios darán el visto bueno o cuánto tiempo podría tomar la aprobación.
Incluso si la banana transgénica de Dale gana la aprobación, venderlas podría ser un problema. Los cultivos transgénicos han enfrentado durante mucho tiempo el rechazo público en el mundo, especialmente en Europa. "James tiene excelentes bananas que parecen casi inmunes a TR4", dice Ploetz. "Pero si los consumidores las comprarán es otro problema completamente".
Entusiasmándose con CRISPR
En un intento por hacer que las bananas sean más apetecibles para los reguladores, Dale también está editando el genoma de Cavendish con CRISPR para aumentar su resistencia a TR4, en lugar de insertar genes extraños. Específicamente, está tratando de activar un gen latente en Cavendish que confiere resistencia a TR4, el mismo gen que identificó en M. acuminata. Pero el trabajo aún está en sus primeras etapas. "Pasarán un par de años antes de que los bananos editados entren al campo para las pruebas", dice Dale.
Otros investigadores están utilizando CRISPR para mejorar las defensas de Cavendish de diferentes maneras. Leena Tripathi, bióloga molecular del Instituto Internacional de Agricultura Tropical en Nairobi, Kenia, está utilizando la herramienta de edición génica para suprimir los genes Cavendish que parecen hacer que la planta sea vulnerable a TR4. Hasta ahora, solo ha editado tejido Cavendish en el laboratorio. El siguiente paso será hacer crecer el tejido en retoños y luego ver si las plantas sobreviven a la exposición a TR4. Investigadores en Filipinas se han ofrecido para ayudar a probar Cavendish editado por Tripathi en su país; TR4 está presente allí, pero no en Kenia.
