Logran aumentar en un 47 por ciento la cosecha de un campo agrícola gracias a una nueva técnica

Las plantas como la soja o soya y el trigo desperdician entre el 20 y el 50 por ciento de su energía reciclando sustancias tóxicas creadas cuando la enzima Rubisco (la enzima más común en el mundo) atrapa moléculas de oxígeno en vez de moléculas de dióxido de carbono. El incremento de la producción de cierta proteína habitual y natural en las hojas de la planta podría aumentar las cosechas de cultivos importantes en casi un 50 por ciento, a juzgar por los resultados de un nuevo estudio llevado a cabo por el equipo de Patricia Lopez-Calcagno, de la Universidad de Essex en el Reino Unido, y Paul South, del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica adscrito a la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos.

Este trabajo forma parte del proyecto de investigación internacional RIPE (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency) que está financiado por la Fundación Bill & Melinda Gates y otras entidades.

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Lopez-Calcagno y sus colegas modificaron un cultivo modelo para sobreexpresar una proteína nativa que está implicada en el proceso de reciclaje llamado comúnmente fotorrespiración. Transcurridos dos años de ensayos en terrenos agrícolas, hallaron que incrementar la proteína en las hojas de las plantas aumenta la cosecha entre un 27 y un 47 por ciento.

En los experimentos, llevados a cabo en condiciones de crecimiento reales, se empleó la planta del tabaco, considerada ampliamente como la rata de laboratorio de la biología vegetal porque es fácil de modificar genéticamente y porque puede crecer rápido y ser probada en ensayos al aire libre. Una vez se ha probado que una modificación es efectiva en la planta del tabaco, se puede aplicar el mismo método a cultivos alimentarios destinados a ser consumidos por la creciente población mundial.

"La realidad es que a medida que las temperaturas en la temporada de crecimiento continúan aumentando, el impacto en las cosechas causado por la fotorrespiración irá también creciendo", predice South. "Si podemos trasladar este descubrimiento a los cultivos alimentarios, podremos equipar a los agricultores con plantas resistentes capaces de producir más alimento a pesar del cada vez mayor estrés ambiental causado en ellas por la temperatura".

Vista aérea del campo agrícola de pruebas de 2017, en el cual se ha demostrado que incrementar la expresión de cierta proteína puede aumentar la producción en casi el 50 por ciento. (Foto: Beau Barber)

El siguiente paso en esta línea de investigación será incrementar los niveles de esta proteína natural en la soja, el caupí y la mandioca, un cultivo que es un alimento básico para más de mil millones de personas en todo el mundo. El objetivo es incrementar las cosechas y mejorar así las oportunidades de subsistencia de los agricultores de todo el mundo, en particular los minifundistas del África subsahariana y del sudeste de Asia.

Para aumentar aún más la producción, el equipo planea combinar su mejora con otras desarrolladas dentro del proyecto RIPE, incluyendo un método que ha logrado incrementar la producción en un 20 por ciento al ayudar a las plantas a adaptarse más rápidamente a los niveles fluctuantes de luz.

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