En un paso importante hacia la seguridad del suministro mundial de alimentos y el avance de la agricultura sostenible, un equipo de científicos ha propuesto un marco integrado que combina la biotecnología y la inteligencia artificial (IA) para revolucionar el mejoramiento de cultivos.
por la Academia China de Ciencias
La revisión, publicada en Nature el 24 de julio, fue escrita en forma corresponsal por el profesor Gao Caixia del Instituto de Genética y Biología del Desarr
ollo de la Academia China de Ciencias, el profesor Li Guotian de la Universidad Agrícola de Huazhong, con contribuciones de coautores adicionales, incluidos colaboradores internacionales.
Frente a una población mundial en rápido crecimiento, la intensificación del cambio climático y la reducción de la superficie cultivable, garantizar la seguridad alimentaria y una agricultura sostenible es ahora uno de los desafíos más urgentes del mundo.
Esta revisión explora la integración de la multiómica, la edición genómica, el diseño de proteínas y el fenotipado de alto rendimiento (HTP) como parte de una visión integral para la integración de IA + BT (biotecnología) en el mejoramiento genético de cultivos. Los autores presentan un marco prospectivo para el diseño de germoplasma de cultivos asistido por IA, ofreciendo una hoja de ruta clara para el futuro de la agricultura sostenible .
Los autores destacan, en primer lugar, el papel fundamental de las tecnologías ómicas modernas en la creación de un cambio de paradigma en el mejoramiento de cultivos. Demuestran que los avances en genómica, metabolómica y ómica unicelular ofrecen conocimientos sin precedentes sobre los mecanismos genéticos y biológicos que influyen en las características de los cultivos, a la vez que revelan nuevos objetivos precisos para la mejora de dichas características. También señalan que las tecnologías HTP —que utilizan drones, sensores y plataformas de automatización— permiten evaluaciones fenotípicas rápidas y precisas, cruciales para vincular genotipos con fenotipos e identificar variaciones genéticas valiosas.
La revisión también destaca herramientas poderosas para la mejora de cultivos. Por ejemplo, la edición genómica basada en CRISPR permite una modificación genómica eficiente y precisa, reduciendo considerablemente los ciclos de reproducción y facilitando la rápida creación y acumulación de rasgos deseables.
Mientras tanto, el diseño de proteínas impulsado por IA se perfila como una tecnología transformadora gracias a su capacidad para diseñar proteínas funcionales de novo que no se encuentran en la naturaleza. Este enfoque facilita el desarrollo de nuevas proteínas resistentes a enfermedades, biosensores en tiempo real para el monitoreo de cultivos y enzimas personalizadas para la limpieza ambiental, dotando así a los cultivos de características transformadoras.
La revisión se centra particularmente en la propuesta de un modelo integrador de «diseño de cultivos asistido por IA» que utilizaría IA para analizar macrodatos multimodales de genomas, fenotipos, entornos y prácticas agrícolas. Los mejoradores definirían objetivos específicos, como aumentar el rendimiento, mejorar la tolerancia al estrés o mejorar la calidad nutricional , mientras que la IA generaría estrategias de mejoramiento optimizadas y técnicamente viables mediante aprendizaje profundo e inferencia de conocimiento. Este enfoque basado en datos marca una transición del mejoramiento basado en la experiencia al diseño de precisión.
Los autores también abordan los desafíos futuros. Los datos estandarizados y de alta calidad son esenciales para entrenar modelos robustos de IA, y las nuevas tecnologías deben cumplir con las regulaciones de bioseguridad. Es alentador que los marcos regulatorios globales para cultivos editados genéticamente estén evolucionando hacia enfoques más científicos y simplificados, allanando el camino para una adopción más amplia.
Más información: Guotian Li et al., Innovaciones biotecnológicas e IA integradas para la mejora de cultivos, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09122-8
