• Preparación de una muestra de ADN en el laboratorio
    Edición genómica

Edición genómica

Aspectos generales

En pocas palabras
El término edición genómica incluye varios métodos. Todos ellos pueden cambiar componentes básicos individuales del ADN de una manera precisa y específica.

Ventajas
Muchos ejemplos muestran que su uso permite el cultivo de nuevas variedades de plantas con más rapidez y precisión que nunca.

Inconvenientes
La aceptación social sigue en la balanza.

Desarrollo
Aplicación en el fitomejoramiento práctico desde 2012.

Aplicación en KWS
KWS investiga el potencial de estos métodos innovadores.

Los nuevos métodos de mejoramiento complementan el conjunto de herramientas de los agricultores y ofrecen oportunidades adicionales para mejorar el fitomejoramiento. Consecuencias del cambio climático, de las nuevas infecciones por hongos y del deseo de emplear menos abono en el campo y de obtener productos agrícolas de alta calidad: Los fitomejoradores responden a todos estos desafíos para conseguir una agricultura sostenible con nuevas variedades, utilizando los métodos de mejoramiento más adecuados. Gracias a su simplicidad de uso, vemos un gran potencial en los nuevos métodos de mejoramiento.

Nuevos métodos de fitomejoramiento

La historia del fitomejoramiento comenzó con la selección de propiedades con un interés especial. Le siguieron el cruzamiento, la obtención de híbridos y el mejoramiento mediante mutación, y luego la ingeniería genética y el mejoramiento asistido por marcadores, por nombrar solo algunos procedimientos. Este desarrollo fue necesario para proporcionar nuevas soluciones a las demandas cada vez mayores de la sociedad. Ahora estamos trabajando para ampliar las posibilidades.

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Vídeo sobre la edición genómica

Visión general de los métodos de edición genómica

Los nuevos procedimientos se pueden utilizar de varias maneras. Según su aplicación, algunos pueden dar lugar a plantas modificadas genéticamente. Por lo tanto, es importante evaluarlos de forma meticulosa.

Los dedos de cinc, TALEN y CRISPR/Cas pueden emplearse de distintas maneras. Las variantes 1 y 2 son productos resultantes de procedimientos que no implican una transferencia génica. Nuestra selección muestra cómo se mejoran las plantas utilizando los nuevos procedimientos.

CRISPR/Cas*

A diferencia de lo que pasa con TALEN y los dedos de cinc, aquí el responsable de la unión y la escisión es un complejo formado por un ácido nucleico y una proteína. El ácido nucleico reconoce el sitio de escisión del genoma. La proteína se encarga de la escisión precisa del ADN. No se introducen genes de especies ajenas, ni de especies muy cercanas. Aquí, las mutaciones también se crean en puntos predefinidos.

ODM*

Con estos nuevos métodos se emplean oligonucleótidos para cambiar los componentes básicos del ADN en puntos predefinidos del genoma. El resultado es una mutación, un cambio en el material genético (genoma), que también ocurre en la naturaleza.

Dedos de cinc*

Como en la ODM, las mutaciones también se crean en puntos predefinidos. Se utilizan proteínas (nucleasas con dedos de cinc) que constan de dos zonas funcionales. La parte del dedo de cinc de la proteína se une al gen deseado en el material genético de la planta. La parte de la nucleasa se encarga de la escisión precisa del ADN.

TALEN*

Aquí, como en los dedos de cinc, una proteína con dos zonas funcionales (zona de unión al ADN y nucleasa) reconoce un fragmento concreto del material genético y escinde el ADN en este punto. No se introducen genes de especies ajenas, ni de especies muy cercanas. Las mutaciones se crean en puntos predefinidos.

*en las variantes 1/2

  • Personas en KWS

    La edición genómica permite un fitomejoramiento más preciso. Las diferentes aplicaciones requieren una evaluación más meticulosa a nivel normativo.

    Anja Matzk, Directora de Asuntos normativos en biotecnología
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Edición genómica

Los nuevos métodos se añaden al conjunto de herramientas de los agricultores. La edición genómica permite que los objetivos de mejoramiento se logren más rápido y con más precisión que nunca, lo que aumenta la variación genética de un abanico más amplio de cultivos. Por ejemplo:

  • Progreso del rendimiento garantizado
  • Mejora de la resistencia de las plantas a las enfermedades, a las plagas y al estrés abiótico
  • Alta calidad de las semillas y de los productos agrícolas
  • Reducción del uso de recursos
  • Aumento del contenido energético y nutricional
  • Incluso los nichos de cultivo y los cultivos cuyo mejoramiento es muy costoso se benefician del progreso del mejoramiento

¿Cómo funcionan los nuevos métodos? Edición genómica como CRISPR/Cas.

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Búsqueda
En un primer paso, los agricultores guían una enzima (nucleasa) hasta la ubicación deseada en el genoma.

Escisión
La nucleasa corta el ADN con precisión y crea una rotura de doble cadena.

Reparación
El propio sistema de reparación de la célula vuelve a unir los extremos del ADN. Esto puede implicar la eliminación, la adición o el intercambio de componentes básicos; este es el momento crucial del cambio del ADN.

Visión general de nuestros métodos de fitomejoramiento

Cruce y selección

Se cruzan entre sí plantas progenitoras portadoras de las características deseadas. Los granos de las plantas más grandes y productivas se siembran otra vez.

Reproducción de líneas

Aquí se cruzaron dos líneas parentales que se complementan al máximo en cuanto a las propiedades deseadas. Se seleccionan las mejores plantas y se vuelven a cruzar.

Obtención vegetal de híbridos

En la obtención vegetal de híbridos, se cruzan dos lineas parentales genéticamente diferentes.

Cultivo celular y tisular

Mediante el uso de un medio nutricional en el laboratorio, se regeneran plantas enteras a partir de células vegetales individuales.

Marcadores

Con la ayuda de marcadores moleculares, se verifican las propiedades de las plantas.

Fenotipado

Se examinan las características de una planta resultante de un cruce en el campo. Se emplean técnicas modernas para el análisis automático.

Ingeniería genética

Genes o fragmentos de genes se introducen deliberadamente en el genoma (ADN) de un cultivo.

Investigación genética

Se estudian la estructura holística y la función biológica del genoma de la planta.

Edición genómica

El término edición genómica incluye varios métodos. Gracias a ellos, se puede actuar de forma selectiva sobre ciertos componentes del ADN y modificarlos con precisión.

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