Descubren cómo aumentar hasta 25% la producción de arroz sin incorporar nuevos genes
Investigadores desarrollaron una estrategia que incrementó la productividad del arroz y mejoró su tolerancia a la sequía y el calor sin incorporar genes de otras especies.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Chicago logró aumentar entre un 20% y un 25% el rendimiento del arroz mediante una modificación realizada sobre proteínas que ya existen de forma natural en la planta. Además del incremento en la producción, los ensayos mostraron una mayor tolerancia a la sequía y a las altas temperaturas, un resultado que podría abrir nuevas posibilidades para desarrollar cultivos más resistentes frente al cambio climático. Los hallazgos fueron publicados en la revista científica Nature Genetics.
A diferencia de otras estrategias de mejoramiento vegetal que incorporan genes provenientes de diferentes especies, este trabajo propone una alternativa distinta. Los científicos identificaron una pequeña región presente en determinadas proteínas vegetales que actúa como un "freno" molecular, limitando la capacidad de la planta para activar genes relacionados con el crecimiento.
Al eliminar únicamente ese segmento, las proteínas aumentaron su interacción con la cromatina -el complejo que organiza el ADN dentro del núcleo celular- favoreciendo la activación de múltiples genes vinculados al desarrollo de la planta. En consecuencia, el arroz produjo más biomasa, desarrolló un sistema radicular más vigoroso y mostró un mejor comportamiento bajo condiciones de estrés ambiental.
El descubrimiento representa un cambio de enfoque dentro de la biotecnología agrícola, ya que no busca incorporar nuevas funciones al cultivo, sino potenciar mecanismos que la propia planta ya posee.
El método aún está en investigación, pero podría aplicarse a otros cultivos
La estrategia fue evaluada inicialmente en Arabidopsis thaliana, una especie utilizada habitualmente como modelo en investigación vegetal. Posteriormente, el equipo la aplicó al arroz, donde observó incrementos de rendimiento de entre 20% y 25%, además de una mejor respuesta frente a episodios de sequía y calor.
Los investigadores trabajaron sobre proteínas conocidas como ALKBH9 y ALKBH10, presentes de forma natural en las plantas. Al eliminar una pequeña región ubicada en su extremo final, consiguieron que estas proteínas actuaran con mayor intensidad sobre la cromatina y favorecieran la expresión de genes relacionados con el crecimiento.
Uno de los aspectos más relevantes del estudio es que los científicos no plantean incorporar genes de origen animal ni de otras especies vegetales. Su propuesta consiste en que, en una etapa futura, esta modificación pueda realizarse mediante edición genética de precisión, alterando apenas unas pocas bases del ADN de la propia planta para obtener una versión más corta y eficiente de esas proteínas.
No obstante, los autores aclaran que esa posibilidad todavía no fue validada experimentalmente. El trabajo presentado constituye una prueba de concepto y será necesario evaluar el comportamiento de esta estrategia en diferentes variedades de arroz, en ensayos a campo y posteriormente en otros cultivos de interés agrícola.
Además de confirmar que el aumento de productividad se mantiene en distintas condiciones ambientales, los investigadores deberán analizar posibles efectos sobre la calidad del grano, la estabilidad genética de las plantas y el desempeño durante varias generaciones.
Pese a estos desafíos, el estudio incorpora una nueva perspectiva para el mejoramiento vegetal. En lugar de modificar genes individuales asociados con una característica específica, propone intervenir sobre mecanismos que regulan simultáneamente la actividad de numerosos genes, lo que podría traducirse en cultivos más productivos y mejor adaptados a escenarios climáticos cada vez más exigentes.
El equipo de la Universidad de Chicago continuará investigando si este mismo mecanismo puede aplicarse en otras especies agrícolas de importancia económica, con el objetivo de desarrollar una plataforma que contribuya a incrementar la productividad sin recurrir a la incorporación de genes externos, una característica que podría facilitar su adopción en futuros programas de mejoramiento genético.
