Ingeniería Genética

Un nuevo tomate ideal para jardines urbanos e incluso para el espacio exterior | Spring Harbor Laboratory

23 de diciembre 2019 – Cold Spring Harbor Laboratory

Cuando tres mutaciones genéticas específicas se combinan y ajustan a la perfección, los científicos pueden convertir las plantas de tomate en arbustos extremadamente compactos ideales para la agricultura urbana. Solo dos de estas mutaciones (inserto, izquierda) acortan el crecimiento de las plantas normalmente en forma de vid en un campo, pero las tres (inserto, derecha) hacen que sus frutos se agrupen como uvas. Los investigadores cortaron las hojas de la planta para tener una visión más clara de los nuevos tomates.

Los agricultores pronto podrían cultivar tomates agrupados como uvas en una unidad de almacenamiento, en el techo de un rascacielos o incluso en el espacio. Eso es si un grupo de nuevos cultivos editados con genes resulta tan fructífero como el primer lote.

El objetivo principal de esta nueva investigación es diseñar una variedad más amplia de cultivos que puedan cultivarse en entornos urbanos u otros lugares no aptos para el crecimiento de las plantas, dijo el profesor de laboratorio de Cold Spring Harbor y el investigador de HHMI Zach Lippman, quien dirige el laboratorio que diseñó el ‘tomates de agricultura urbana’.

Estas nuevas plantas de tomate editadas genéticamente no se parecen en nada a las largas enredaderas que puedes encontrar creciendo en un jardín trasero o en campos agrícolas. La característica más notable es su fruta agrupada y compacta. Se parecen a un ramo cuyas rosas han sido reemplazadas por tomates cherry maduros. También maduran rápidamente, produciendo fruta madura que está lista para la cosecha en menos de 40 días. Y puedes comerlos.

«Tienen una gran forma y tamaño pequeños, saben bien, pero, por supuesto, todo depende de las preferencias personales», dijo Lippman.

Lo más importante, son ecológicos.

«Esto demuestra cómo podemos producir cultivos de nuevas maneras, sin tener que romper tanto la tierra o agregar fertilizantes excesivos que se escurren en ríos y arroyos», dijo Lippman. «Aquí hay un enfoque complementario para ayudar a alimentar a las personas, localmente y con una huella de carbono reducida».

Esa es una buena noticia para cualquier persona preocupada por el cambio climático. A principios de este año, el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) de la ONU advirtió que más de 500 millones de personas viven en tierras ya degradadas por la deforestación, los patrones climáticos cambiantes y el uso excesivo de tierras de cultivo viables. Al trasladar parte de la carga de cultivar los cultivos del mundo a áreas urbanas y de otro tipo, existe la esperanza de que la gestión desesperada de la tierra disminuya

Los sistemas agrícolas urbanos a menudo requieren plantas compactas que se puedan ranurar o apilar en espacios reducidos, como en la agricultura escalonada en almacenes o en contenedores de almacenamiento convertidos. Para compensar el rendimiento de los cultivos limitado por el espacio limitado, las granjas urbanas pueden operar durante todo el año en condiciones de clima controlado. Por eso es beneficioso usar plantas que se puedan cultivar y cosechar rápidamente. Más cosechas por año dan como resultado más alimentos, incluso si el espacio utilizado es muy pequeño.

Lippman y sus colegas crearon los nuevos tomates al ajustar dos genes que controlan el cambio al crecimiento reproductivo y al tamaño de la planta, los genes SELF PRUNING (SP) y SP5G, que hicieron que la planta dejara de crecer antes y floreciera y fructificara antes. Pero el laboratorio de Lippman sabía que solo podía modificar los genes hermanos SP solo mucho antes de cambiar el sabor o el rendimiento por plantas aún más pequeñas.

«Cuando estás jugando con la maduración de la planta, estás jugando con todo el sistema, y ​​ese sistema incluye los azúcares, dónde se hacen, cuáles son las hojas y cómo se distribuyen, que es a las frutas, Dijo Lippman.

Al buscar un tercer jugador, el equipo de Lippman descubrió recientemente el gen SIER, que controla la longitud de los tallos. La mutación de SIER con la herramienta de edición de genes CRISPR y su combinación con las mutaciones en los otros dos genes de floración crearon tallos más cortos y plantas extremadamente compactas.

Lippman está perfeccionando esta técnica, publicada en los últimos números de Nature Biotechnology, y espera que otros se inspiren para probarla en otros cultivos de frutas como el kiwi. Al acortar los cultivos y las cosechas, Lippman cree que la agricultura puede alcanzar nuevas alturas.

«Puedo decirles que los científicos de la NASA han expresado cierto interés en nuestros nuevos tomates», dijo.

Si bien la primer nave a Marte probablemente no tendrá su propia granja, los astronautas aún pueden probar sus pulgares verdes con tomates urbanizados que viajan al espacio.

Escrito por: Brian Stallard, desarrollador de contenido / comunicador | bstallar@cshl.edu | 516-367-8455

Fondos

Esta investigación fue apoyada por el Instituto Médico Howard Hughes, la Administración de Desarrollo Rural, la Fundación Nacional de Investigación de Corea, el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del USDA y la Fundación Nacional de Ciencia.

Citación

Kwon et al, «Rapid customization of Solanaceae fruit crops for urban agriculture», se publicó en Nature Biotechnology el 23 de diciembre de 2019.

Cold Spring Harbor Laboratory

Rapid customization of Solanaceae fruit crops for urban agriculture, Nature Biotechnology (2019). DOI: 10.1038/s41587-019-0361-2 , https://nature.com/articles/s41587-019-0361-2

Journal information: Nature Biotechnology

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