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Genes contra el hambre

Un nuevo estudio identifica un gen que incrementa hasta un 60% las cosechas de arroz al aprovechar mejor el fósforo de la tierra

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Una mujer, en una plantación de arroz en la India / Arne Panesar

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En 1975, el rey Hassan II de Marruecos convocó la Marcha Verde para recuperar “lo que es nuestro”. Cuando lo dijo, es muy posible que el monarca estuviese pensando en las minas de fosfatos de Bucraa. Estos yacimientos son los mayores del mundo de estas sales y le proporcionan a Marruecos unos ingresos de 1.250 millones de euros al año, según algunos cálculos.

La importancia de este recurso, empleado para elaborar fertilizantes, se encuentra en la biología de las plantas, que necesitan este nutriente para prosperar pero no siempre son capaces de encontrarlo o aprovecharlo en el lugar donde crecen. Un nuevo estudio, publicado esta semana en Nature, puede servir para mejorar la producción de muchos agricultores y reducir la dependencia de unos fosfatos que en menos de un siglo pueden haberse agotado.

Gran parte del suelo del planeta, y la mitad del que se utiliza para cultivos, es pobre en fósforo y eso limita las cosechas de esas regiones. Para resolver problemas como este, hace más de una década, un grupo dirigido por Sigrid Heuer, investigadora del Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI) y líder del equipo que ha publicado este descubrimiento, empezó a estudiar variedades de arroz originarias de zonas de la India donde el suelo es muy pobre en nutrientes.

Los fosfatos empleados para hacer fertilizantes se pueden agotar en menos de un siglo

Así es como descubrieron el Kasalath, una variedad tradicional de arroz del país asiático con una capacidad muy superior para asimilar el fósforo que la de las versiones del cereal empleadas actualmente para el cultivo. Después de identificar la planta, los investigadores se pusieron manos a la obra para aislar el gen que le proporcionaba esa capacidad para obtener alimento de suelos donde éste escasea. Para ello, compararon la región del genoma del Kasalath donde sospechaban que se encontraba ese gen y lo compararon con el ADN de otras variedades que no asimilan tan bien el fósforo.

“Sabemos desde hace mucho que la variedad tradicional de arroz Kasalath de la India tiene una serie de genes que le ayudan a crecer bien en suelos bajos en fósforo”, cuenta Heuer. “Ahora, hemos logrado el premio gordo encontrando el PSTOL1, el principal gen responsable de captar el fósforo. Y sabemos como funciona”. Según han observado, el gen produce una proteína que facilita el crecimiento de las raíces que así aumentan su capacidad para asimilar el fósforo. Después de introducir el gen en variedades utilizadas para el cultivo en campos de pruebas en Indonesia, lograron incrementar la cosecha de arroz en un 20%. Cuando introdujeron estas plantas transgénicas en suelos muy pobres en fósforo, el aumento llegó al 60%.

Cinco años en llegar a los agricultores

Para que los beneficios de este avance lleguen cuanto antes a las personas que lo necesitan, agricultores pobres de zonas con suelos bajos en fósforo y sin dinero para comprar fertilizantes, los investigadores han introducido el nuevo gen con técnicas tradicionales de hibridación, que no presentan los conflictos asociados a la ingeniería genética y ahorran mucho tiempo de investigación para garantizar la seguridad de su aplicación. Así, Heuer calcula que en unos cinco años (con ingeniería genética podrían ser necesarias décadas), la mayor parte de los países asiáticos podrán contar con el gen que mejora la captación de fósforo en sus variedades de arroz locales.

Las variedades tradicionales de arroz conservan capacidades perdidas durante la domesticación

Los investigadores comentan que, pese a que la aparición de estas plantas híbridas haya sido fruto de la aplicación de la última ciencia a la tecnología agraria, eso no significa que se deban abandonar los cultivos tradicionales. Como recuerda esta semana en un artículo publicado en Nature el científico del Departamento de Biología de las Plantas en la Universidad de Cornell (EEUU) Leon V. Kochian, mantener la biodiversidad e investigar las plantas de arroz tradicionales puede resultar, como ha sido el caso del arroz Kasalath, fundamental para conservar capacidades de los vegetales que se pueden perder durante el periodo de domesticación.



El alimento de la mitad de la población mundial

Casi la mitad de la población mundial depende del arroz para su alimentación. En Asia, donde este cereal es muchas veces la única fuente de calorías, el 40% del arroz se produce en sistemas donde la intervención tecnológica es mínima, sin control sobre el agua que llega a las plantaciones y donde las inundaciones o las sequías son frecuentes. Además, el 60% de estos cultivos de arroz se encuentran en suelos pobres en nutrientes, bajos en fósforo o donde este elemento no es asimilable por las plantas. Los niveles de pobreza en estas regiones son elevados y la capacidad de las plantas para acceder al escaso fósforo del suelo es vital para garantizar la seguridad alimentaria en algunas de estas regiones.

Grupos de instituciones como el del Instituto Internacional de Investigación del Arroz, que recibió el premio Fundación BBVA en cooperación al desarrollo por su contribución “a la reducción de la pobreza y el hambre en el mundo a través de la investigación sobre el arroz y la capacitación de sus agricultores”, investigan otras plantas resistentes a distintos tipos de penurias para aislar los genes responsables de esas capacidades superiores.

La lucha contra algunos tipos de enfermedades, como el hongo Magnaporthe oryzae, a través de la introducción de genes capaces de proporcionar resistencia a cultivos esenciales para la alimentación de muchas poblaciones o las investigaciones para hacer tipos de arroz menos vulnerables a la sequía son solo algunos ejemplos de la capacidad de la ciencia para mejorar la vida de muchas personas en la parte menos desarrollada del mundo.




REFERENCIA

doi:10.1038/nature11346


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