Con la explosión de la población mundial a más de 7 mil millones, alimentar a la raza humana se está volviendo aún más desafiante.
por la Universidad Estatal de Arizona
Aumentar el rendimiento de cultivos como el trigo, el maíz, el arroz y la cebada es fundamental para producir suficientes alimentos.
Además, la producción de cultivos ahora se ve afectada por factores estresantes como la sequía, el cambio climático y la salinización de los campos, lo que presenta obstáculos para nuestro suministro de alimentos en el futuro.
Investigadores de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Estatal de Arizona, la Universidad de Arizona, la Universidad del Norte de Texas y el Centro de Investigación de Nutrición Infantil USDA/ARS, Facultad de Medicina de Baylor, han descubierto una forma de mejorar la tolerancia de una planta al estrés, lo que a su vez mejora cómo utiliza el agua y los nutrientes del suelo. Estas mejoras aumentan la biomasa y el rendimiento de las plantas.
Los hallazgos del estudio se publican en la revista científica Trends in Biotechnology .
El profesor asociado Roberto Gaxiola de la Facultad de Ciencias de la Vida de ASU dijo que este descubrimiento podría ser fundamental en la agricultura y la seguridad alimentaria al mejorar la sostenibilidad y el rendimiento de los cultivos.
«‘Hemos aprendido cómo modificar la expresión de un gen que codifica una bomba de protones de plantas», dijo Gaxiola, autor principal del estudio. «Este gen ayuda a mover los fotosintatos, o moléculas producidas por la fotosíntesis en las hojas, a los lugares donde las plantas los necesitan para desarrollar mejores raíces, frutos, hojas tiernas y semillas. Este gen se llama tipo 1 H+-PPasa y se encuentra de forma natural en todas las plantas».
Los métodos agrícolas actuales a menudo abusan de los fertilizantes, lo que causa problemas ambientales al contaminar el agua con fosfatos y crear zonas muertas en los océanos río abajo. La fertilización excesiva también puede hacer que las plantas tengan raíces pequeñas, algo que no se anticipó cuando se desarrollaron los fertilizantes a principios del siglo XX.
Al cambiar la eficacia con la que una planta utiliza el agua y los nutrientes, los agricultores podrían utilizar menos recursos para cultivar sus cultivos.
«Las raíces más grandes permiten que las plantas adquieran nutrientes y agua de manera más eficiente. Podemos optimizar los insumos y minimizar los impactos ambientales. Esto es ventajoso para nuestro medio ambiente y para todos los consumidores», dijo Gaxiola.
La alteración de la expresión de este gen en arroz, maíz, cebada, trigo, tomate, lechuga, algodón y mijo africano provocó un mejor crecimiento en raíces y brotes, y también mejoró la absorción de nutrientes por parte de las plantas. Estos cultivos también mejoraron el uso del agua y la tolerancia a la sal. En el mijo africano, los investigadores también descubrieron un aumento en los antioxidantes, pero se necesitarían más estudios para saber si este también es el caso con otros cultivos.
Gaxiola sugirió que el próximo paso es seguir estudiando esta biotecnología simple para maximizar su potencial agrícola.
