Un grupo de científicos agrícolas que examinó cómo los avances biotecnológicos en los últimos 35 años han dado forma a la eficiencia de la producción de cultivos han concluido que la modificación genética de las plantas será esencial para evitar la escasez de alimentos en el futuro.
Los cultivos transgénicos capaces de eliminar insectos plaga o tolerar herbicidas han transformado el cultivo de soja, algodón, maíz y canola, lo que reduce los costos y aumenta la productividad, pero la falta de conocimiento dificulta nuevas mejoras en el rendimiento, especialmente con nuevas condiciones climáticas.
Los científicos han identificado algunos genes que afectan los rendimientos de los cultivos, como los que influyen en el tamaño de los granos y el crecimiento de las hojas, pero aún tienen que comprender completamente los procesos celulares y de desarrollo, y cómo estos procesos se comportan en un entorno de campo.
El equipo compuestos por investigadores del Rothamsted Research en el Reino Unido y de Syngenta Crop Science y Symmetry Bioanalytics en los Estados Unidos, presentó su revisión en la revista académica Trends in Plant Science.
«Es necesario desarrollar nuestro conocimiento de los genes que limitan el rendimiento en las condiciones del campo», dice Matthew Paul, bioquímico de plantas de Rothamsted y líder del equipo de revisión. «Por el momento, los resultados que prometen en el laboratorio no siempre funcionan en el campo».
Paul continúa: «Hacemos hincapié en el gran potencial de los cultivos modificados genéticamente, de la edición del genoma y las tecnologías químicas emergentes, pero en cierto sentido, el potencial de las tecnologías en oferta está adelantándose a nuestra capacidad de implementarlas porque todavía no se sabe lo suficiente sobre los muchos procesos y genes que determinan los rendimientos».
Él destaca cómo la investigación de ingeniería genética en Rothamsted identificó un azúcar, la trehalosa 6-fosfato (T6P), que controla el volumen de almidón en el grano de cereal y, en los ensayos de campo con cultivos genéticamente modificados se mejoró sustancialmente los rendimientos de maíz en el campo: desde un 10% en cultivos bien regados al 120% en condiciones de sequía.
«Pero llegamos allí solo porque la prueba de campo se realizó en paralelo con la ciencia fundamental de los genes a los que apuntar y cómo focalizarlos en el entorno de campo», dice Paul.
La colaboración posterior con químicos de la Universidad de Oxford condujo al desarrollo pionero de un método químico para alterar a T6P que, si es comercialmente exitoso, permitiría a los agricultores rociar un potenciador sobre los cultivos para aumentar el rendimiento de grano.
«En el caso de la señalización de trehalosa, la ciencia fundamental se ha ejecutado junto con las evaluaciones de campo para ofrecer mejoras de rendimiento con un fuerte elemento de mecanismos de comprensión», concluye el documento de revisión.
Tal estrategia es necesaria, agrega Paul, «si es que la modificación genética y futuros enfoques de edición de genomas y tecnologías químicas van a cumplir su promesa de cambios escalonados en rendimiento en una variedad de entornos».
El Consejo de Investigación de Ciencias Biológicas y Biotecnología (BBSRC) proporciona fondos estratégicos para Rothamsted Research.