Tras el tomate, investigadores aplican la misma tecnología a la arándano para alertar visualmente sobre deficiencias de nutrientes en el suelo
Redacción Mundo Agropecuario
En el marco del concepto Agricultura 4.0, la biotecnología continúa transformando la manera en que los cultivos se gestionan y monitorean. Una nueva investigación desarrollada por científicos de la Universidad de Cornell ha dado lugar a un avance inédito: la creación de una variedad experimental de arándano (Vaccinium corymbosum) capaz de cambiar de color cuando presenta deficiencia de nitrógeno, antes incluso de que aparezcan signos visibles de estrés en la planta.
El proyecto amplía los resultados obtenidos previamente con un tomate modificado genéticamente con la misma capacidad sensorial, y consolida una tendencia creciente hacia el desarrollo de “cultivos inteligentes”, capaces de comunicarse con el agricultor a través de señales visuales.
Cultivos que “hablan” con el productor
La innovación se basa en una línea de investigación biotecnológica que busca desarrollar plantas equipadas con biosensores cromáticos, es decir, mecanismos genéticos que alteran el color de los tejidos vegetales como respuesta a determinados estímulos fisiológicos o ambientales.
En el caso de los arándanos modificados por el equipo de Cornell, el color de las hojas y los frutos cambia progresivamente ante un déficit de nitrógeno (N) en el suelo, uno de los nutrientes más esenciales para el crecimiento vegetal. El cambio de tonalidad —visible incluso a simple vista o mediante drones agrícolas equipados con cámaras ópticas— permite detectar el problema de forma temprana y corregirlo antes de que afecte la producción.
El nitrógeno es un componente vital de proteínas, ácidos nucleicos y clorofila. Su escasez reduce el desarrollo de hojas y tallos, limita la fotosíntesis y compromete la floración. En la agricultura convencional, el déficit de nitrógeno suele diagnosticarse cuando el daño ya es evidente, lo que reduce los rendimientos y obliga a aplicar fertilizantes de manera tardía.
De los tomates inteligentes a los arándanos de precisión
El primer hito de este enfoque fue alcanzado también por la Universidad de Cornell, cuando su grupo de investigación en biotecnología vegetal desarrolló un tomate transgénico con sensor cromático de nitrógeno. Esta planta experimental fue capaz de modificar el tono de sus hojas en respuesta a cambios en la concentración de nitratos en el suelo, anticipando el estrés nutricional antes de que el cultivo mostrara signos externos de debilidad.
Tras el éxito de este modelo, los investigadores decidieron trasladar la misma estrategia genética a otros cultivos de interés económico, siendo el arándano el más reciente en sumarse a la lista. La elección no fue casual: este fruto, de alto valor comercial, es especialmente sensible al equilibrio nutricional y al pH del suelo, factores que determinan tanto su productividad como su calidad.
Una herramienta clave para la agricultura sostenible
El desarrollo de estos cultivos con sensores biológicos integrados representa una revolución en el manejo agronómico. La capacidad de detectar deficiencias nutricionales sin recurrir a pruebas de laboratorio reduce los costos de monitoreo y el uso excesivo de fertilizantes.
En un contexto donde la agricultura busca reducir su impacto ambiental, esta tecnología puede contribuir de forma decisiva a la eficiencia en el uso del nitrógeno, uno de los mayores desafíos ambientales del sector. El exceso de fertilizantes nitrogenados genera contaminación de aguas subterráneas, eutrofización de ríos y emisiones de óxidos de nitrógeno, potentes gases de efecto invernadero.
Al incorporar sensores genéticos, los productores pueden ajustar con precisión las dosis de fertilizante, aplicando solo la cantidad necesaria en el momento justo, lo que disminuye los impactos ecológicos y mejora la sostenibilidad del sistema.
Cómo funciona el sensor cromático
El mecanismo desarrollado por los investigadores de Cornell se basa en la inserción de un gen reportero asociado a un promotor sensible a los niveles de nitrógeno. Cuando la planta detecta una concentración baja del nutriente en sus tejidos, el promotor activa la expresión del gen reportero, que a su vez produce un cambio en los pigmentos naturales del tejido vegetal.
En el tomate, por ejemplo, el color de las hojas pasa de un verde intenso a un tono amarillento o anaranjado, mientras que en el arándano, los tonos azulados se tornan violáceos o rojizos. Estas variaciones cromáticas no afectan el valor nutricional del fruto, pero proporcionan una señal visual clara del estado fisiológico del cultivo.
Además, los sistemas de agricultura de precisión pueden utilizar cámaras multiespectrales para registrar estos cambios en tiempo real, integrando los datos en plataformas digitales que permiten una gestión más eficiente de los nutrientes.
Hacia un futuro de cultivos “autodiagnosticables”
Los científicos destacan que el proyecto forma parte de un esfuerzo más amplio por crear sistemas agrícolas autónomos e inteligentes, donde las plantas no solo crecen, sino que también informan activamente sobre su estado.
La visión a largo plazo incluye el desarrollo de cultivos que puedan detectar y comunicar otros tipos de estrés, como déficit hídrico, presencia de patógenos o deficiencias de micronutrientes. Cada tipo de alerta se expresaría mediante un patrón o color distinto, lo que convertiría al campo en una especie de sistema de diagnóstico visual viviente.
Esta integración entre biología sintética, genética y agricultura de precisión podría cambiar radicalmente la gestión de los cultivos, reduciendo las pérdidas, optimizando el uso de recursos y mejorando la trazabilidad de la producción.
Riesgos y retos regulatorios
Como toda tecnología basada en modificación genética, los cultivos con sensores cromáticos deberán superar retos éticos y regulatorios antes de llegar al mercado. Los investigadores subrayan que estas plantas se encuentran aún en fase experimental y que su liberación comercial requerirá un análisis exhaustivo sobre su seguridad ambiental y alimentaria.
Aun así, el potencial de esta innovación es incuestionable. La posibilidad de que un productor detecte deficiencias nutricionales simplemente observando el color de sus plantas representa un avance sustancial hacia una agricultura más inteligente, sostenible y autónoma.
En palabras del equipo de Cornell, “el objetivo no es solo aumentar los rendimientos, sino construir un nuevo lenguaje entre la planta y el agricultor, basado en señales naturales que promuevan una relación más eficiente y respetuosa con el entorno”.
Referencias
- AgroXXI. “Голубика стала следующей после томата культурой с цветным сенсором дефицита азота.” Noviembre de 2025. Disponible en: https://www.agroxxi.ru/gazeta-zaschita-rastenii/novosti/golubika-stala-sleduyuschei-posle-tomata-kulturoi-s-cvetnym-sensorom-deficita-azota.html
- Cornell University, Department of Plant Biology. Proyecto sobre sensores cromáticos en cultivos, 2025.
- FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura). Informe “Innovación biotecnológica en la agricultura sostenible”, 2024.
