Resistencia al moho en polvo modificado genéticamente en el trigo sin penalizaciones de crecimiento

Área de la Ciencia:

• Genética vegetal
• Ciencias de los cultivos
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• La alteración de los genes de susceptibilidad (S) de los cultivos ofrece resistencia a las enfermedades, pero a menudo causa efectos pleiotrópicos perjudiciales.
• Las mutaciones de pérdida de función en el locus de resistencia al moho O (MLO) confieren resistencia al moho en polvo, pero conducen a penalizaciones de crecimiento y pérdidas de rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un mutante de trigo con una robusta resistencia al moho que mantenga el crecimiento y el rendimiento de los cultivos.
• Investigar los mecanismos genéticos y moleculares subyacentes a la reducción de las penas de crecimiento en el trigo alterado por la MLO.

Principales métodos:

• Eliminación selectiva de una región de pares de bases de 304 kilobases en el locus MLO-B1 del trigo.
• Análisis de alteraciones del paisaje cromatínico y cambios en la expresión génica.
• Edición de genoma de precisión para la introducción de alelos en variedades de trigo de élite.

Principales resultados:

• Se generó un mutante de trigo (Tamlo-R32) con una deleción MLO-B1 dirigida, que exhibió una robusta resistencia al moho en polvo.
• La deleción alteró la cromatina, activando ectopicamente el transportador de monosacáridos Tonoplast 3 (TaTMT3B), lo que alivió el crecimiento y las sanciones de rendimiento.
• La función de TaTMT3 se conservó en la Arabidopsis thaliana.

Conclusiones:

• La deleción dirigida en los genes S puede conferir resistencia a la enfermedad duradera mientras se mitigan los efectos pleiotrópicos negativos.
• La activación ectópica de TaTMT3B rescata los defectos de crecimiento asociados con la interrupción de la MLO en el trigo.
• Esta estrategia permite el desarrollo de variedades de cultivos resistentes a enfermedades de alto rendimiento a través de modificaciones genéticas apiladas.