Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH), Suiza, han desarrollado una nueva variedad de arroz transgénico que no sólo ha aumentado los niveles de hierro y zinc en los granos, sino que también produce 10 veces más betacaroteno (precursor de la vitamina A) respecto al nivel previamente logrado con el famoso “arroz dorado”. Esto podría ayudar a reducir la malnutrición de micronutrientes, o «hambre oculta», que está muy extendida en los países en desarrollo.
Casi cada segundo que pasa una persona come principalmente arroz para satisfacer las necesidades diarias de calorías. Una comida a base arroz detiene el hambre, pero contiene muy pocos o ninguno de los micronutrientes esenciales. Como consecuencia, grandes segmentos de la población humana están desnutridos, especialmente en Asia y África. No obtienen suficiente hierro, zinc y tampoco vitamina A para mantenerse saludable. La ingesta insuficiente de hierro produce anemia, retarda el desarrollo cerebral y aumenta la mortalidad entre las mujeres y los lactantes. Si los niños son deficientes en vitamina A, pueden quedar ciegos y su sistema inmunológico se debilita, causando a menudo enfermedades infecciosas como el sarampión, la diarrea o la malaria, además de muerte – más de medio millón de niños mueren anualmente por deficiencia de vitamina A.
Arroz dorado contra la deficiencia de vitamina A
Para combatir la malnutrición, investigadores del ETH, dirigidos por Ingo Potrykus, desarrollaron una nueva variedad de arroz hace ya muchos años, el cual se apodó como «Arroz Dorado» en el año 2000. Esta fue una de las primeras variedades de arroz genéticamente modificadas en las que los investigadores lograron producir betacaroteno, el precursor de la vitamina A, en el endospermo del grano de arroz. El “Golden Rice”, o arroz dorado, fue mejorado aún más en su cantidad de betacaeroteno y ahora se utiliza en programas de mejoramiento en varios países, principalmente en el sudeste de Asia. Para hacer frente a otras deficiencias de micronutrientes, los investigadores del Laboratorio de Biotecnología Vegetal del Profesor Gruissem en la ETH Zurich y en otros países también desarrollaron variedades de arroz transgénico con niveles de hierro aumentados en los granos de arroz y trigo, por ejemplo.
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Sin embargo, todas las nuevas variedades de arroz transgénico tienen una cosa en común: sólo pueden proporcionar un micronutriente en particular. Hasta la fecha, la combinación de varios micronutrientes en una planta de arroz fue un sueño que no se había realizado.
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Primer arroz multi-nutriente
Ahora un grupo liderado por Navreet Bhullar, científico principal en el Laboratorio de Biotecnología Vegetal en ETH Zurich, reporta con éxito el desarrollo de una variedad de arroz multi-nutrientes. Los resultados fueron publicados recientemente en la revista Scientific Reports.
La investigadora y su estudiante de doctorado Simrat Pal Singh lograron modificar genéticamente las plantas de arroz de manera que además de niveles suficientes de hierro y zinc, también producen niveles significativos de betacaroteno en el endospermo del grano comparado con las variedades normales. «Nuestros resultados demuestran que es posible combinar varios micronutrientes esenciales (hierro, zinc y betacaroteno) en una sola planta de arroz para una nutrición sana», explica Bhullar.
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Científicamente, el éxito fue la ingeniería y desarrollo de un casete genético que contiene cuatro genes para el mejoramiento de micronutrientes que podrían insertarse en el genoma del arroz como locus genético único. Esto tiene la ventaja de que los niveles de hierro, zinc y beta-caroteno pueden aumentarse simultáneamente mediante cruzamientos genéticos en variedades de arroz de diversos países. De lo contrario, sería necesario cruzar líneas de arroz con los micronutrientes individuales para alcanzar el contenido mejorado de micronutrientes en los granos de arroz.
Bhullar y sus estudiantes de doctorado trabajaron varios años para establecer esta prueba de concepto. Aunque los granos de las líneas de arroz multi-nutrientes tienen más beta-caroteno que la variedad de arroz japonica original, dependiendo de las líneas el contenido de beta-caroteno puede ser diez veces menor que en el Arroz Dorado 2, la variante mejorada del Arroz Dorado anunciado el año 2000. «Pero si uno sustituyera el 70% del arroz blanco consumido por la variedad multi-nutriente, esto podría mejorar notablemente la suplementación con vitamina A, además de suficiente hierro y zinc en la dieta», enfatiza la investigadora.
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Variedad de arroz multi-nutrientes probada en el invernadero
La nueva línea de arroz GM en el invernadero puede suministrar a los consumidores de arroz tres micronutrientes esenciales en el futuro. (Imagen: ETH Zurich | Cortesía de Navreet Bhullar)
Las nuevas líneas de arroz multi-nutrientes están todavía en su fase de prueba. Hasta ahora las plantas han sido cultivadas en el invernadero y analizadas por su contenido de micronutrientes. «Vamos a mejorar las líneas aún más», dice Bhullar. Está previsto probar las plantas en ensayos de campo confinado para determinar si los rasgos de micronutrientes y también las propiedades agronómicas son igualmente robustas en el campo como en el invernadero.
Bhullar espera que las nuevas líneas de arroz sean probadas en el campo el próximo año. Pero todavía no sabe cuándo están listas para la producción en los campos de los agricultores. «Probablemente pasarán cinco años antes de que el arroz multi-nutriente pueda utilizarse para reducir el hambre oculta», dice.