La fotosíntesis mejorada promete mayores rendimientos en un futuro afectado por la sequía

Las plantas de tabaco se han modificado con una proteína que se encuentra en las algas para mejorar su fotosíntesis y aumentar el crecimiento, utilizando menos agua, en un nuevo avance que podría señalar el camino hacia cultivos de mayor rendimiento en un futuro afectado por la sequía.

La técnica se centra en la fotosíntesis, el complejo proceso mediante el cual las plantas pueden utilizar la luz solar y el dióxido de carbono para producir nutrientes que alimentan su crecimiento. Mejorar la fotosíntesis produciría enormes beneficios para la productividad agrícola, pero las complejidades del proceso han obstaculizado muchos intentos anteriores de aprovecharlo.

En una investigación publicada en la revista Nature Plants, los científicos utilizaron procesos de manipulación genética para aumentar una enzima que ya existe dentro de la planta de tabaco, introducir una nueva enzima de las cianobacterias e introducir una proteína de las algas.

Como puedes ver, las técnicas de OMG no son tan malas

Cuando las plantas se modificaron de esta manera, su capacidad para convertir la energía luminosa de manera eficiente en energía química aumentó significativamente. Para sorpresa de los investigadores, las plantas transgénicas también necesitaban mucha menos agua para producir mayores rendimientos.

Habiendo probado el concepto en plantas de tabaco, los científicos de la Universidad de Essex en Colchester en el Reino Unido esperan perfeccionar aún más la técnica y adaptarla a los cultivos, centrándose en la soja, el caupí y el arroz. El desarrollo podría ayudar a aliviar algunas de las presiones que enfrenta el mundo, en la crisis climática y la necesidad de cultivar alimentos de manera más eficiente.

Patricia López-Calcagno, coautora del artículo, dijo: “La población mundial está aumentando y eso significa que necesitamos cultivar más alimentos. También estamos viendo los efectos del cambio climático, creando un clima más extremo, por lo que tendremos más sequías. Eso significa que tendremos que hacer un mejor uso del agua. Necesitamos más cultivos de la misma cantidad de tierra y con menos agua “.

Resolver el problema de cómo aumentar la fotosíntesis era un objetivo científico central, agregó Christine Raines, profesora de biología vegetal en la Universidad de Essex y otra de las autoras del artículo. “Este es el proceso más fundamental de la Tierra: sin la fotosíntesis no habría nada”, dijo. “Toda la comida que comemos, las plantas y la comida que comen nuestros animales, proviene de este proceso primario. Entendemos mucho al respecto, pero implica una gran cantidad de pasos individuales “.

Resolver el mismo problema mediante el uso de técnicas convencionales de fitomejoramiento podría eventualmente ser posible, dijo López-Calcagno, pero tomaría muchas décadas. Al introducir un gen de las algas, los investigadores pudieron tomar un atajo que no estaba disponible para la naturaleza, dijo.

Si bien los cultivos transgénicos están sujetos a una prohibición efectiva en Europa, los peligros que algunas personas han percibido en la modificación genética eran bastante diferentes del tipo de manipulación genética que se ha utilizado para crear la fotosíntesis mejorada que logró el equipo de Essex, dijo.

“No creo que haya nada de qué preocuparse por esto”, dijo López-Calcagno. “Los transgénicos han tenido muy mala prensa, ya que estaban asociados con las grandes corporaciones que les quitaban el poder a los agricultores y con el uso excesivo de herbicidas. Pero ese no es el caso aquí.”

La investigación fue financiada con fondos públicos, incluido el Departamento de Desarrollo Internacional, y cualquier desarrollo resultante se pondrá a disposición de los países en desarrollo de forma gratuita o sin fines de lucro. “Las personas que lo necesiten podrán acceder a él”, dijo López-Calcagno.

La investigación de Essex comenzó en 2013, y es probable que se necesiten otros cinco a diez años de desarrollo para llegar al punto de cultivar cultivos que utilicen la técnica.

Las algas se han mostrado prometedoras para otros usos de la fotosíntesis, incluida la captura y almacenamiento de dióxido de carbono. Los laboratorios de investigación están trabajando en el uso de algas como biocombustible, como alimento y como aditivo que podría reducir las emisiones de metano del ganado.

Breve historia de los transgénicos en Europa durante el siglo XXI

Las técnicas para manipular genes en plantas y animales se han desarrollado rápidamente en las últimas tres décadas, mientras que las regulaciones en torno a las técnicas en Europa se han mantenido en gran medida estáticas. Muchos científicos creen que ha llegado el momento de repensar cómo vemos y usamos las técnicas de modificación genética.

Los cultivos transgénicos han sido prohibidos casi por completo en la UE desde una moratoria en 1999, seguida de una directiva en 2001. Actualmente, solo se cultiva una forma de maíz transgénico en los estados miembros de la UE (principalmente España y Portugal), aunque hay alrededor de 60 cultivos que están aprobados para su uso dentro del bloque.

Uno de los impulsos de la regulación de la UE fue el intento de introducir un gen de pescado en los tomates, que una empresa de los EE. UU. Intentó como una forma de tomar el gen anticongelante que permite que la platija viva en mares helados, empalmando en tomates para hacer ellos más resistentes al frío. Esa investigación en sí fracasó, pero la impresión de “Frankenfoods” se mantuvo.

Sin embargo, las técnicas transgénicas modernas implican una manipulación mucho menos extravagante, que generalmente implica variaciones menores en el material genético de especies similares. El trabajo informado por la Universidad de Essex el lunes es un ejemplo: las proteínas de las algas se introdujeron en las plantas de tabaco, con el efecto de mejorar las capacidades fotosintéticas de la planta. Las plantas superiores no poseen las proteínas necesarias.

Algunos científicos también esperaban que se pudiera utilizar una nueva técnica llamada edición de genes a pesar de las estrictas normas de la UE. La edición de genes implica manipular el material genético de una especie vegetal o animal, sin agregar genes de otros organismos, una forma de reescribir el ADN desde adentro y, por lo tanto, diferente de la transgénesis y otras formas de manipulación genética. Esas esperanzas se vieron frustradas en julio de 2018, cuando el tribunal de justicia europeo dictaminó que la edición genética se regía por las mismas reglas que otras formas de transgénicos.

La modificación genética por sí sola no contendrá todas las respuestas. La profesora Christine Raines, una de las científicas involucradas en la investigación de Essex, dijo que un objetivo futuro era utilizar la edición de genes de proteínas que existen dentro de los cultivos objetivo, pero eso está un poco lejos, por lo que se necesitaba el enfoque de transgénicos a este respecto.

La profesora Wendy Harwood del John Innes Center dijo: “Hay muchas técnicas nuevas disponibles y las necesitamos todas, de verdad, no podemos confiar solo en una. Necesitamos la mejor tecnología para el resultado “.

En el Reino Unido, hay indicios de un posible cambio en la regulación después del Brexit. Boris Johnson utilizó su primer discurso como primer ministro el verano pasado para llamar a “liberar al extraordinario sector de biociencias del Reino Unido de las reglas de modificación anti-genética y desarrollemos cultivos resistentes al tizón que alimentarán al mundo”.

El profesor Dale Sanders, director del John Innes Center, dijo: “Sería muy sensato un enfoque de la regulación basado en lo que se produce en lugar de en las tecnologías utilizadas para entregar el producto”.

Fuentes: Nature, The Guardian, John Innes Center, Universidad de Essex

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