Genome editing for crop improvementchallenges and opportunities

Resumen

Esta tesis doctoral, titulada "Edición del genoma para la mejora de cultivos", explora el potencial de la tecnología de edición del genoma para mejorar los cultivos, en particular aquellos de alto interés económico. Se publicaron cuatro artículos científicos que abordan diferentes aspectos de este tema. El primer artículo revisó las herramientas de edición del genoma, centrándose en las ventajas de CRISPR/Cas9. El segundo artículo enfatizó el papel de los ncRNA largos en la regulación genética de las plantas. Tras recopilar toda la información, se utilizó la técnica RNAi para analizar los genes GIP y NPP1 en Phytophthora cinnamomi, evitando así los riesgos de la edición del genoma (la destrucción asociada a CRISPR). La enfermedad de la tinta se considera una de las causas más importantes que contribuyen al declive de los huertos de castaños. La reducción del rendimiento de Castanea sativa Mill se puede atribuir a dos especies principales: Phytophthora cinnamomi y Phytophthora cambivora, siendo la primera el principal patógeno responsable de la enfermedad de la tinta en Portugal. P. cinnamomi es un patógeno vegetal muy agresivo y ampliamente distribuido, capaz de infectar a casi 1.000 especies hospedadoras. Este oomiceto causa importantes pérdidas económicas y es responsable de la disminución de numerosas especies de plantas en Europa y en todo el mundo. Los dos artículos restantes abordaron la lucha contra P. cinnamomi utilizando ARNi para silenciar los genes NPP1 y GIP. Silenciar estos genes imposibilitará o reducirá la producción de las proteínas NPP1 y GIP, responsables de la aparición de la enfermedad de la tinta. Para silenciar parte de la región codificante de los genes NPP1 y GIP se utilizó el vector integrativo pTH210. La integración del casete de silenciamiento se confirmó mediante PCR y secuenciación en transformantes de P. cinnamomi resistentes a higromicina. Los transformantes obtenidos con el silenciamiento génico se utilizaron posteriormente para infectar Castanea sativa, lo que permitió evaluar los efectos del silenciamiento génico sobre el fenotipo de la planta. Las publicaciones demuestran colectivamente el potencial de la edición de genes para la mejora de cultivos, haciendo hincapié en el ARNi y CRISPR/Cas9, pero también destacando la importancia de los ncRNA en la regulación genética y ofreciendo estrategias para combatir los patógenos. Combatir este tipo de fitopatógeno aumenta el rendimiento de los cultivos y, en última instancia, beneficia la seguridad alimentaria y la sostenibilidad mundial.