Un equipo de investigación internacional logró aplicar exitosamente la tecnología de edición genética CRISPR-Cas9 en una variedad comercial clave de colza (Brassica napus L.), conocida como Zhongshuang 11 (ZS11). El trabajo, publicado en la revista Horticulture Research, permitió vincular mutaciones dirigidas con rasgos específicos como el contenido de aceite en las semillas y la altura de la planta.
La colza es una de las principales fuentes de aceite vegetal en el mundo. Sin embargo, mejorar el rendimiento, la acumulación de materia grasa y la estructura de la planta mediante mutagénesis convencional resulta un proceso lento, ya que las mutaciones son aleatorias y requieren grandes poblaciones para su selección. Además, las variedades comerciales suelen ser difíciles de transformar y regenerar en laboratorio, lo que limitaba el uso de herramientas genéticas avanzadas.
Optimización del sistema y resultados observados
Para superar estas barreras, científicos del Laboratorio Xianghu, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, la Universidad de Nueva York y el Instituto de Investigación de Cultivos Oleaginosos de la Academia China de Ciencias Agrícolas desarrollaron una biblioteca de genoma completo ajustada al cultivo ZS11.
El equipo diseñó 18.414 ARN de guía (sgRNA), de los cuales 15.426 se alinearon perfectamente con el genoma de la variedad y apuntaron a 10.078 genes. Esta selección incluyó zonas cercanas a loci de rasgos cuantitativos (QTL) vinculados al contenido de aceite en semilla, el peso de mil semillas y la longitud de la silicua.
Mediante el ajuste de la presión de selección con higromicina B y la optimización del medio de enraizamiento, los investigadores lograron generar 326 líneas independientes de primera generación (T0). Las pruebas realizadas en las primeras 139 plantas arrojaron una tasa positiva por PCR del 94,2 %, mientras que la secuenciación de 114 ejemplares mostró una frecuencia de mutagénesis del 68,4 %. Además, las ediciones se heredaron de manera estable y no se detectó edición fuera de objetivo en las pruebas analizadas.
Genes clave para el rendimiento de aceite
Las evaluaciones en campo y sobre las semillas permitieron identificar genes específicos responsables de cambios morfológicos y metabólicos:
- BnUUAT1.C09: Su desactivación generó plantas enanas y compactas.
- BnER-ANT1.C09: Su alteración se asoció a una reducción en el contenido de aceite.
- BnFAB1B: La pérdida de función de este gen incrementó de forma consistente la acumulación de aceite en las semillas, lo que lo posiciona como un blanco prometedor para el mejoramiento genético.
- BnEDA32: La desactivación de este gen redujo el nivel de aceite, mientras que su sobreexpresión logró elevarlo por encima de los valores de las plantas silvestres.
Según detallaron los autores, la utilidad de esta biblioteca radica en que acerca la edición genética a un cultivar comercial y no solo a modelos de laboratorio. La identificación de genes como BnFAB1B y BnEDA32 abre nuevas vías para explorar la regulación lipídica desde el núcleo celular y mejorar la producción agrícola de oleaginosas.