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Cariño 58

El Darling 58 es un castaño americano modificado genéticamente . El árbol fue creado por el Programa de Investigación y Restauración del Castaño Americano de la Facultad de Ciencias Ambientales y Silvicultura de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY ESF) en colaboración con la Fundación American Chestnut (TACF) [1] para restaurar el castaño americano en los bosques de América del norte. Estos árboles Darling-58 son atacados por la plaga del castaño , pero sobreviven. Los árboles Darling-58 sobreviven hasta alcanzar la madurez, producen castañas y se multiplican para restaurar el castaño americano en los bosques de América del Norte. [2] [3] [4] [5]

Sin embargo, los desarrollos del Darling 58 se interrumpieron en diciembre de 2023 debido a malos resultados de rendimiento.

Fondo

La plaga del castaño se introdujo a finales del siglo XIX con el castaño japonés y diezmó el castaño americano, que alguna vez estuvo muy extendido. [6] Los árboles nativos no modificados mueren desde cero por la plaga, y sólo sobrevive el sistema de raíces. Luego, las raíces continúan lanzando brotes que una vez más son atacados por la plaga y mueren antes de alcanzar la madurez, repitiendo el ciclo. [4]

Mecanismo

El tizón del castaño daña los árboles al producir ácido oxálico , que reduce el pH en el cambium y mata los tejidos vegetales. Darling 58 agrega un gen de oxalato oxidasa (OxO) del trigo , impulsado por un promotor CaMV 35S . [7] El promotor permite que la proteína OxO se produzca en toda la planta. La proteína OxO permite que la planta descomponga el ácido antes de que se produzca demasiado daño. La misma estrategia de defensa se encuentra no sólo en el trigo, sino también en las fresas, los plátanos, la avena, la cebada y otros cereales. El rasgo resistente se transmite a la descendencia. La resistencia no impide que la plaga complete su ciclo de vida. [8]

Amplias pruebas realizadas con la variante transgénica Darling 58 para evaluar sus efectos en otras especies mostraron que la supervivencia, el uso del polen y la reproducción de los abejorros no se vieron afectados por la oxalato oxidasa en las concentraciones típicas que se encuentran en el polen del castaño americano. [9] La presencia del gen transgénico de oxalato oxidasa en el genoma del castaño americano tiene poco efecto sobre la fisiología fotosintética o respiratoria. [10]

Historia

En 2013, se informaron experimentos iniciales para introducir OxO de trigo en castañas americanas. Se crearon plantas transgénicas en macetas con dos promotores diferentes (35S, VspB). Los niveles de OxO se miden en las hojas de las plantas. Los experimentos de infección en hojas cortadas muestran que el tamaño de las lesiones se puede reducir a alrededor o por debajo del nivel del castaño chino resistente al tizón , lo que sugiere que la planta en maceta también puede ser resistente. [11] [12]

En 2014, SUNY ESF informó que el evento transgénico "Darling4" produjo un nivel intermedio de resistencia entre las castañas americanas y chinas. El rasgo también pasó a la descendencia. [8] [13]

La línea Darling 58 (SX58) se produjo antes de 2016. Una tesis de maestría SUNY-ESF de 2020 muestra que Darling 58 es el evento transgénico que produce la mayor cantidad de OxO. [7]

En enero de 2020, los investigadores presentaron una petición de desregulación para la variante Darling 58, con un período de comentarios públicos que finalizó el 19 de octubre de 2020. [14] [15]

En noviembre de 2022, el USDA inició otro período de comentarios públicos para la aprobación de Darling 58. [dieciséis]

En 2022, los científicos de SUNY-ESF informaron que un promotor diferente, win3.12 del álamo oriental , permite que los niveles de expresión de OxO permanezcan bajos en condiciones basales, pero aumenten en caso de herida o infección. Se espera que esta modificación sea más eficiente metabólicamente en comparación con el promotor CAMV "siempre activo" y, por lo tanto, tenga una mayor estabilidad transgénica a lo largo de generaciones sucesivas en comparación con la variante Darling 58. En bioensayos de laboratorio, las líneas win3.12-OxO mostraron una elevada tolerancia a la enfermedad similar a la exhibida por el castaño chino resistente al tizón. [17]

En diciembre de 2023, la TACF anunció que suspenderían el desarrollo del Darling 58 debido a malos resultados de rendimiento. [18] El SUNY ESF continúa buscando aprobación federal para distribuir semillas al público sin el apoyo del TACF. [19]

Referencias

  1. ^ "Querida 58". La Fundación Americana del Castaño . 25 de agosto de 2023.
  2. ^ "Investigadores de SUNY-ESF revisan la petición para avanzar en la restauración de castaños". El diario naranja . 27 de octubre de 2020.
  3. ^ Popkin, Gabriel (30 de abril de 2020). "¿Puede la ingeniería genética recuperar el castaño americano?". Los New York Times .
  4. ^ ab "Los científicos esperan que la ingeniería genética pueda revivir el castaño americano". www.usnews.com . Reuters . 22 de abril de 2021.
  5. ^ Melton, Lisa (1 de abril de 2021). "Castaño GM, querido Sierra Club" . Biotecnología de la Naturaleza . 39 (4): 400. doi :10.1038/s41587-021-00903-w. PMID  33846656. S2CID  233221423 - a través de www.nature.com.
  6. ^ Ronsheim, Margaret L. (febrero de 2022). "Especies invasivas". AccesoCiencia . Educación McGraw-Hill. doi :10.1036/1097-8542.350480.
  7. ^ ab Matthews, Dakota (mayo de 2020). Cuantificación de oxalato oxidasa y expresión relativa de ARNm en castaño americano transgénico (Castanea dentata) (tesis de maestría). Syracuse, Nueva York: Facultad de Ciencias Ambientales y Silvicultura de SUNY . Consultado el 20 de enero de 2024 .
  8. ^ ab Newhouse, Andrew E.; Polin-McGuigan, Linda D.; Baier, Kathleen A.; La Valeta, Kristia ER; Rottmann, William H.; Tschaplinski, Timothy J.; Maynard, Charles A.; Powell, William A. (noviembre de 2014). "Las castañas americanas transgénicas muestran una mayor resistencia al tizón y transmiten el rasgo a la progenie T1". Ciencia de las plantas . 228 : 88–97. doi :10.1016/j.plantsci.2014.04.004. PMID  25438789. S2CID  207388855.
  9. ^ Casa nueva, Andrew E.; Allwine, Anastasia E.; Oakes, Allison D.; Matthews, Dakota F.; McArt, Scott H.; Powell, William A. (10 de junio de 2021). "La supervivencia, el uso del polen y la reproducción de los abejorros (Bombus impatiens) no se ven afectados por la oxalato oxidasa en concentraciones realistas en el polen del castaño americano (Castanea dentata)". Investigación transgénica . 30 (6): 751–764. doi : 10.1007/s11248-021-00263-w . PMC 8580921 . PMID  34110572. 
  10. ^ Onwumelu, Anuli; Powell, William A.; Newhouse, Andrew E.; Evans, Garrett; Hilles, Gwen; Matthews, Dakota F.; Coffey, Vernon; Drake, John E. (marzo de 2023). "La expresión del transgén de oxalato oxidasa en hojas de castaño americano tiene poco efecto sobre la fisiología fotosintética o respiratoria". Nuevos Bosques . 54 (2): 233–254. doi :10.1007/s11056-022-09909-x.
  11. ^ Zhang, Bo; Oakes, Allison D.; Newhouse, Andrew E.; Baier, Kathleen M.; Maynard, Charles A.; Powell, William A. (31 de marzo de 2013). "Un nivel umbral de expresión del transgén de oxalato oxidasa reduce la necrosis inducida por Cryphonectria parasitica en un bioensayo de hojas transgénicas de castaño americano (Castanea dentata)". Investigación transgénica . 22 (5): 973–982. doi :10.1007/s11248-013-9708-5. PMC 3781299 . PMID  23543108. 
  12. ^ Jabr, Ferris. "Una nueva generación de castaños americanos puede redefinir los bosques de Estados Unidos". Scientific American 310.3 (1 de marzo de 2014). Consultado el 1 de abril de 2014.
  13. ^ "Los castaños americanos resistentes a la plaga echan raíces en SUNY-ESF". www.phys.org , 6 de noviembre de 2014. Consultado el 23 de septiembre de 2014.
  14. ^ "Petición para la determinación del estatus no regulado del castaño americano Darling 58 resistente al tizón". https://www.aphis.usda.gov, obtenido el 28 de agosto de 2020.
  15. ^ "Facultad de Ciencias Ambientales y Silvicultura de la Universidad Estatal de Nueva York; Petición para la determinación del estado no regulado del castaño americano Darling 58 resistente a la plaga". https://www.federalregister.gov, 19 de agosto de 2020. Consultado el 28 de agosto de 2020.
  16. ^ "USDA busca opinión pública sobre borradores de documentos ambientales para la desregulación del castaño americano desarrollado mediante ingeniería genética". Noviembre de 2022.
  17. ^ Carlson, Erik; Stewart, Kristen; Baier, Kathleen; McGuigan, Linda; Culpeper, Tobi; Powell, William (marzo de 2022). "Expresión inducida por patógenos de un transgén de tolerancia al tizón en el castaño americano". Patología vegetal molecular . 23 (3): 370–382. doi :10.1111/mpp.13165. PMC 8828690 . PMID  34841616. 
  18. ^ Brindley, Hal (8 de diciembre de 2023). "Comunicado de prensa: TACF interrumpe el desarrollo de Darling 58". La Fundación Americana del Castaño . Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2023 . Consultado el 12 de diciembre de 2023 .
  19. ^ Grandoni, Dino (24 de diciembre de 2023). "La ingeniería genética tenía como objetivo salvar los castaños. Luego hubo un error". El Washington Post . Consultado el 24 de diciembre de 2023 .

Otras lecturas

El USDA debería permitir que la gente plante castaños americanos resistentes a las plagas


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