Revista de genética y mejoramiento vegetal

Abstracto

Estudio de las interacciones entre plantas y microbios mediante la herramienta CRISPR y su efecto en el rendimiento de los cultivos

Rubí Bhullar Garcha

Planteamiento del problema: Para satisfacer las necesidades de atención médica y la demanda de alimentos en la pandemia de COVID-19, es necesario conservar, utilizar de manera sostenible y gestionar los recursos fitogenéticos. Por lo tanto, el uso de rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR) y la comprensión de los estudios de interacción entre plantas y microbios por parte de los investigadores emergentes 

El sistema CRISPR-Cas será beneficioso para criar plantas optimizadas para microbios y tendrá un impacto positivo en la agricultura futura. Metodología y orientación teórica: Bacillus, uno de los PGPR más apreciados, enfrenta ciertas limitaciones para estudiar el mecanismo de interacción planta-microbio con métodos convencionales como la recombinación homóloga y la mutagénesis, que se supera con la herramienta emergente de edición del genoma CRISPR, que se ha adaptado para apuntar no solo a eucariotas sino también a procariotas. El método implica (a) Estudio de cepas bacterianas y plásmidos (b) Manipulación de ADN y oligonucleótidos (c) Construcción de plásmidos para edición del genoma (d) Electroporación escalonada y generación de mutantes (e) Se realiza la detección microscópica de señales fluorescentes del mutante insertado (f) Extractos crudos sometidos a HPLC para extracción de lipoproteínas (g) Prueba antifúngica seguida del efecto de los compuestos orgánicos volátiles bacterianos en las plantas (h) Detección de sideróforos (i) Monitoreo de la colonización bacteriana en las raíces de las plantas. Resultados: Implementación de CRISPR en bacterias asociadas a la rizosfera para estudiar varios aspectos de las interacciones planta-microbio como la producción de lipopéptidos biosurfactantes, compuestos orgánicos volátiles que contribuyen a la promoción del crecimiento de la planta seguida de observaciones microscópicas de la cepa marcada hacia la colonización. Con base en la capacidad de colonización en las raíces, la punta de la raíz y la región del pelo de la cepa mutante se comparan con la cepa de tipo salvaje mostrando la capacidad de los mutantes para aumentar la biomasa de la planta y la clorofila total. Por lo tanto, los resultados indican la participación de compuestos orgánicos en la actividad de promoción del crecimiento de la planta que podría afectar la colonización de la raíz. Conclusión y significado: Las aplicaciones basadas en CRISPR para estudiar las interacciones planta-microbio nos permiten comprender la salud, el crecimiento y la enfermedad de las plantas que nos permiten optimizar el cultivo de plantas y proporcionar alimentos para una población en constante crecimiento.