Un equipo de científicos del Reino Unido ha desarrollado una molécula sintética que ha demostrado aumentar el tamaño y el contenido de almidón de los granos de trigo hasta un 20% cuando se aplica a los cultivos sin necesidad de modificación genética.
Desarrollada por Rothamsted Research y la Universidad de Oxford, esta nueva ciencia podría ayudar a resolver el problema de la creciente inseguridad alimentaria en todo el mundo.
Los resultados del estudio, publicados en Nature, detallan el método basado en el uso de precursores sintéticos del azúcar trehalosa 6-fosfato (T6P), una estrategia pionera que utiliza la química para modificar la forma en que las plantas utilizan los azúcares.
Rothamsted Research, que recibe financiación estratégica del Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas, identificó este azúcar de origen natural como crucial para controlar la forma en que el trigo utiliza la sacarosa, el principal combustible generado por la fotosíntesis.
Precursor de la T6P
La sacarosa es clave para el desarrollo de los granos de trigo. Identificaron que cuanto más T6P esté disponible para los granos de trigo a medida que crecen, mayor será el rendimiento.
Utilizando la experiencia química del Laboratorio de Investigación Química de la Universidad de Oxford, se desarrolló una versión modificada de T6P que podía ser absorbida por la planta y luego liberada dentro de la planta con la luz del sol. Este precursor de T6P se añadió a una solución y luego se roció sobre las plantas, causando un pulso de T6P, lo que resultó en que más sacarosa fuera atraída hacia el grano para hacer almidón.
Cuando se probó en el laboratorio, bajo condiciones ambientales controladas, este enfoque resultó en un aumento del tamaño del grano de trigo y el rendimiento de hasta un 20%.
Mejor recuperación de la sequía
El estudio también demostró que la aplicación de la molécula precursora podría mejorar la capacidad de las plantas para recuperarse de la sequía, lo que en última instancia podría ayudar a los agricultores a superar las temporadas difíciles con mayor facilidad en el futuro.
Las plantas de trigo se cultivaron hasta que cada planta floreció, después de lo cual se añadieron diferentes concentraciones de solución de T6P (entre 0,1 y 10 mM) a las diferentes plantas para evaluar el efecto que cada concentración tenía en el crecimiento.
El trigo se rocía con las soluciones en las espigas o en toda la planta a intervalos de 5 días después de que las plantas hayan florecido por primera vez, con una sola aplicación suficiente para aumentar el rendimiento.
Las plantas se cosecharon una vez maduras, con los granos pesados y analizados por la cantidad de almidón y proteínas presentes. Para probar las respuestas a las condiciones de sequía, las plantas se cultivaron hasta justo antes de que la planta de trigo desarrollara su tallo. Luego se le privó de agua durante 10 días, añadiéndole soluciones de T6P el día 9 de estos días. Las plantas se cosecharon después de volver a regar para evaluar la recuperación de la biomasa después del período de sequía.
Fuentes seguras de alimentos y piensos
El profesor Ben Davis, del Departamento de Química de la Universidad de Oxford, dijo: «Las pruebas que realizamos en el laboratorio son muy prometedoras para una técnica que, en el futuro, podría alterar radicalmente la forma en que cultivamos no sólo el trigo sino muchos cultivos diferentes. «La revolución verde del siglo XX fue un período en el que se crearon variedades de trigo más resistentes y de alto rendimiento, una innovación que se ha afirmado que ha ayudado a salvar mil millones de vidas. «Desarrollando nuevos métodos químicos basados en la comprensión de la biología, podemos asegurar nuestras fuentes de alimentos y contribuir a este legado. De esa manera podemos asegurarnos de que el mayor número de personas tenga acceso a suficientes alimentos y que los menos afortunados puedan ser rescatados de dificultades inesperadas».
Ahora replique tanto como sea posible
El método tiene el potencial de aumentar los rendimientos en un amplio número de cultivos, ya que la T6P está presente y cumple la misma función en todas las plantas y cultivos.
El Dr. Matthew Paul, científico principal de Rothamsted Research dijo: «Este estudio es una prueba de concepto, que nos muestra que es posible influir en la forma en que las plantas utilizan el combustible que producen en beneficio de la agricultura, tanto en términos de rendimiento como de resistencia a condiciones más secas. «La siguiente etapa de trabajo es replicar este experimento en el campo, en la medida de lo posible, en diferentes entornos, para lo cual es necesario comprender cómo ampliar la producción del precursor T6P y determinar el efecto que condiciones más variables pueden tener en los resultados».
