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Científicos proponen modificación genética para mejorar la naciente agricultura espacial

La planta ideal para el cultivo en el espacio proporcionaría la mayor cantidad de nutrientes a partir de la menor cantidad de insumos posible. Científicos chinos propone un enfoque biotecnológico para producir un prototipo de papa adecuada para humanos en el espacio, lo cual incluye una planta con todas sus partes comestibles, mayor cantidad de nutrientes, adaptada a nuevas atmósferas y que requiere menos fertilizantes.

ISAAA / 20 de octubre, 2021.-  La estrategia Whole-Body Edible and Elite Plant (WBEEP) fue propuesta por científicos chinos para mejorar los cultivos espaciales y ayudar a establecer una agricultura espacial eficiente que es esencial para que los humanos sobrevivan en el espacio. La estrategia involucra varias técnicas de biotecnología vegetal que incluyen biofortificación, mayor rendimiento y mejora del uso de nutrientes por parte de la planta.

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WBEEP se basa en la biotecnología vegetal para desarrollar cultivos con más partes comestibles, un contenido más rico en nutrientes, mayores rendimientos y una mayor eficiencia en el uso de nutrientes minerales para mejorar la producción y la gestión de las granjas espaciales. Los científicos propusieron inicialmente la estrategia utilizando la papa debido a sus simples requisitos hortícolas y de procesamiento de alimentos, así como a su capacidad para desarrollarse normalmente durante los vuelos espaciales. El cultivo también se puede reproducir asexualmente fácilmente.

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Los científicos hicieron las siguientes recomendaciones:

  • Introducción de genes del metabolismo de la solanina desde el tomate hasta la papa para reducir la acumulación de solanina (tóxico) en las partes aéreas (tallos, hojas, bayas) de la papa para hacer comestible toda la planta.
  • Sobreexpresión, reubicación o mutación de enzimas de «cuello de botella», silenciamiento de vías no deseadas, regulación de factores de transcripción y otras técnicas de probada eficacia para desarrollar cultivos biofortificados para la mejora de la síntesis de vitaminas y metabolitos secundarios funcionales de la papa.
  • Mejora del rendimiento de la papa mediante diversas técnicas como potenciar la capacidad regenerativa del ciclo de reducción de carbono, optimización de la cadena de transporte de electrones, minimización de la oxigenación y fotorrespiración, y otras estrategias de ingeniería genética que optimizan la fotosíntesis que se utilizan actualmente para la investigación del arroz y el tabaco.
  • Modificación genética para mejorar la absorción, la asignación y el metabolismo de los nutrientes de las plantas o para optimizar la arquitectura de las raíces para mejorar la eficiencia de la utilización de los nutrientes de los cultivos y reducir el consumo de fertilizantes, ya que el transporte de fertilizantes desde la Tierra al espacio es costoso.

Los científicos enfatizaron que el enfoque WBEEP podría proporcionar alimentos suficientes y nutritivos para los humanos en el espacio con un consumo mínimo de fertilizantes.

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Generación biotecnológica de papa WBEEP y sus aplicaciones. Fuente: https://www.nature.com/articles/s41467-021-26238-3

Perspectivas futuras del proyecto WBEEP

Se han realizado experimentos para mostrar cómo crecen y se desarrollan las plantas en el espacio, pero la agricultura espacial aún está en su infancia. Actualmente, en la Estación Espacial Internacional solo se cultivan verduras de hoja verde como la lechuga y la mostaza para la alimentación. Por lo tanto, para llevar más plantas a las granjas espaciales, los científicos proponen el enfoque WBEEP para la mejora de cultivos. Un enfoque como WBEEP de aplicación integral podría proporcionar alimentos suficientes y nutritivos para los seres humanos en el espacio con un consumo mínimo de fertilizantes. A medida que se revelen más mecanismos de biosíntesis de factores anti-nutricionales y se desarrollen estrategias para mejorar la nutrición, el rendimiento y la eficiencia en el uso de fertilizantes, el enfoque WBEEP podría implementarse en más cultivos. Si bien es posible que el cultivo práctico con enfoque WBEEP en el espacio para la alimentación no se pueda lograr en el corto plazo, los científicos sugieren que considerar los avances incrementales necesarios para lograr tal objetivo, podría ser beneficioso no solo para la agricultura espacial sino también para la agricultura convencional.

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