Diseñando el arroz del futuro

Las plantas del tipo C4 son más eficientes que las plantas del tipo C3 para tomar el dióxido de carbono de la atmósfera y utilizarlo con la fotosíntesis para la elaboración de las sustancias necesarias para su crecimiento. Habiendo surgido en la historia evolutiva hace relativamente poco tiempo, las plantas C4 constituyen tan solo el 3 por ciento de todas las especies vivas de plantas con flores. Sin embargo, según algunas estimaciones, representan alrededor del 25 por ciento de la productividad vegetal en tierra firme a escala global.

El arroz, uno de los principales alimentos básicos del mundo, utiliza la vía fotosintética C3, que es menos eficiente. Se calcula que la introducción en el arroz de los rasgos de fotosíntesis C4, más eficientes, podrá aumentar la eficiencia fotosintética del arroz en un 50 por ciento, mejorar su eficiencia del uso de nitrógeno y duplicar su eficiencia en el uso de agua. El aumento de la población mundial obliga a incrementar la productividad de la agricultura para alimentar adecuadamente a la humanidad.

Aunque todavía queda mucho por hacer hasta lograr introducir todos los genes necesarios para hacer que el arroz tenga esas ventajas de las plantas C4, recientemente ya se ha conseguido instalar con éxito parte de la maquinaria fotosintética del maíz (un vegetal de tipo C4) en el arroz.

El equipo internacional que lo ha logrado incluye a Maria Ermakova, Susanne von Caemmerer, Florence Danila y Robert Furbank, los cuatro de la Universidad Nacional Australiana.

La meta final de esta colaboración internacional es la creación de variedades de arroz que tengan un rendimiento mayor que las normales y hagan un uso más eficiente del agua.

De izquierda a derecha: Robert Furbank, Maria Ermakova y Florence Danila. (Foto: Natalia Bateman, CoETP)

Concretamente, lo que ha logrado ahora este equipo es ensamblar cinco genes del maíz, que codifican para cinco enzimas en la vía fotosintética C4, en una sola construcción genética e instalarla en plantas de arroz.

Valiéndose de técnicas de biología sintética, los científicos pueden introducir varios genes al mismo tiempo, conseguir una planta modificada tras solo un año de trabajo y crear prototipos para rediseñar sus "construcciones" muy rápidamente, en cuestión de meses. En agudo contraste, el uso de métodos tradicionales, con los que solo se inserta un único gen cada vez, puede requerir varios años para lograr los mismos resultados.

El próximo paso en esta línea de investigación y desarrollo será colocar 16 genes en una sola construcción. (Fuente: NCYT de Amazings)