Desarrollo de líneas de cacao (Theobroma cacao L.) editadas genéticamente que limiten la acumulación de cadmio en sus tejidos : FASE-I (2020)
El cacao (Theobroma cacao) es la fuente de materia prima para la elaboración de chocolate y derivados. En las últimas décadas se han encontrado altas concentraciones de cadmio en productos a base de cacao, lo cual se ha visto por distintas organizaciones como una amenaza a la salud humana, la seguridad alimentaria y el futuro de la industria cacaotera. Por tal motivo, es necesario el desarrollo de metodologías en manejo agronómico e ingeniería genética que conduzcan a la reducción de los niveles de este metal pesado en plantas. En el presente estudio se realizó un análisis de metadatos in silico que permitiera la identificación de genes implicados en el proceso de absorción de cadmio para postularlos como objeto de mejoramiento genético mediante técnicas de biotecnología moderna de precisión, como la edición genética. Se encontraron 26 proteínas, 88% reportadas en Arabidopsis thaliana y 38% en Oryza sativa, las cuales pertenecían a 8 familias proteicas. Los miembros restantes de cada familia fueron tenidos en cuenta para los análisis. Así, se evaluaron datos de expresión obtenidos del software Genevestigator® para 44 genes de A. thaliana y 37 de O. sativa, de los cuales se encontró que, el gen TcNRAMP5 de T. cacao, “ortólogo” de OsNRAMP5 de O. sativa, está estrechamente relacionado al proceso de absorción radicular de Cd, y en consecuencia, se postuló como gen objeto de edición genética en búsqueda de disminuir la concentración de Cd en plantas de cacao. Asimismo, se estructuró una metodología de edición genética basada en el sistema CRISPR/Cas9 mediante transformación genética mediada por Agrobacterium tumefaciens y transfección de protoplastos. Además, con esta investigación se estructuró una metodología para establecimiento y generación de plantas in vitro mediante embriogénesis somática indirecta y el aislamiento de protoplastos, base fundamental de la plataforma biotecnológica moderna propuesta, que conlleva al mejoramiento genético de precisión en cacao.