Para alimentar a una población humana en rápido crecimiento, mitigar los efectos del cambio climático y diseñar la resistencia a los patógenos de las plantas, necesitamos nuevos enfoques para aumentar la velocidad y precisión del desarrollo de variedades de cultivos. A lo largo de casi 10,000 años de agricultura, el fitomejoramiento se ha aprovechado de la diversidad genética natural existente en los cultivos mediante el desarrollo de estrategias tradicionales, como la propagación selectiva y el retrocruzamiento para seleccionar los rasgos deseables en los cultivos. Sin embargo, estas estrategias están limitadas por enormes aportes de tiempo, recursos y mano de obra, y están limitadas por problemas de arrastre de vínculos.

Cas9 ha surgido como una herramienta de edición del genoma de elección para manipular con precisión genes endógenos e integrar secuencias exógenas beneficiosas sin cruces de reproducción. Realizaremos estudios para comprender las capacidades y limitaciones de la edición del genoma mediada por CRISPR del ADN genómico de arroz y trigo, in vivo. Llevaremos a cabo manipulaciones sistemáticas de parámetros para impulsar resultados específicos de edición del genoma y desarrollar un método simplificado para crear ediciones beneficiosas y estables en genomas de plantas de cultivo para abordar problemas de seguridad alimentaria.

Una amenaza particular para la seguridad alimentaria es la susceptibilidad a las enfermedades. Explosión del arroz, causada por el hongo magnaporthe oryzae, provoca una pérdida sustancial de las cosechas anuales de arroz. Afortunadamente, existe una variación genética natural que confiere resistencia total o parcial entre el acervo genético mundial del arroz. Implementaremos y multiplexaremos nuestra tecnología de edición del genoma de cultivos para introducir múltiples alelos que confieren resistencia de origen natural a cultivares de trigo y arroz de élite susceptibles a las explosiones para generar cultivos con una resistencia vigorosa y de amplio espectro a las enfermedades.