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Más por menos: el enfoque biotecnológico aumenta el rendimiento del arroz con menos aportaciones de nitrógeno


En un hipotético recorrido culinario alrededor del mundo, probando los platos clásicos del mundo, sería difícil evitar un ingrediente por excelencia: el arroz.


POR NICHOLAS KARAVOLIAS


Desde jollof hasta arroz con camarones, desde jambalaya hasta biryani, el arroz es un sello distintivo de la mayoría de las cocinas. De hecho, el arroz es el cultivo de consumo directo más producido. Se cultivan innumerables variedades con cualidades únicas en una amplia gama de paisajes.

Las mejoras en los cultivos de arroz se ven amplificadas por la vasta superficie mundial que ocupa su producción. Por lo tanto, no es de extrañar que los investigadores a menudo investiguen los avances en el rendimiento específicamente en este cultivo.

Las imposiciones de una población en rápida expansión y el cambio climático sobre un sistema alimentario ya frágil son abrumadoras. Por lo tanto, es de suma importancia que se proteja la producción de arroz.

Las variedades modernas de arroz desarrolladas por mejoramiento dependen en gran medida de los aportes de nitrógeno para producir altos rendimientos. La producción de nitrógeno sintético es energéticamente costosa y comprende casi el 40 por ciento del costo total de energía de la producción de arroz.

Además, la mejora del rendimiento del arroz facilitada por los métodos de cultivo convencionales se ha estancado. Sin embargo, las intervenciones biotecnológicas alternativas pueden proporcionar un mecanismo prometedor para superar el estancamiento del rendimiento. Ante el cambio climático resultante de los gases de efecto invernadero antropogénicos y una población en rápido crecimiento, es imperativo reducir la huella de carbono de los sistemas agrícolas al tiempo que se aumenta el rendimiento.

Esta gigantesca tarea ha sido intentada recientemente por Zhang et al, como se publicó en Nature . Al sobreexpresar un solo gen nativo del arroz, los investigadores pudieron aumentar simultáneamente el rendimiento y la eficiencia del uso de nitrógeno en las pruebas de campo en un 33 por ciento y un 46 por ciento, respectivamente.

El aumento de la expresión del gen del arroz OSA1, una bomba de protones localizada en la membrana involucrada en múltiples procesos fisiológicos como la absorción de nitrógeno de la raíz y la conductancia estomática, demostró ser muy eficaz. Las plantas con mayor expresión de OSA1 fueron más capaces de acumular nitrógeno en forma de amoníaco del arrozal y carbono de la atmósfera a través de los estomas. En conjunto, este enfoque biotecnológico produjo cultivos de arroz con mayores rendimientos y un uso más eficiente del nitrógeno en una variedad de entornos de parcelas de prueba variadas.

Estos emocionantes resultados se lograron aumentando la expresión de un solo gen nativo del arroz. Es de esperar que los temores de los consumidores con respecto al uso de genes de organismos extraños se mitiguen con este enfoque, en el que no es necesario introducir nuevos genes. Más bien, el nivel de un gen de arroz nativo simplemente se modula.

El trabajo producido por Zhang et al. es una oportunidad emocionante para mejorar significativamente los rendimientos de arroz al tiempo que se reducen los aportes de nitrógeno necesarios. Los crecientes impactos del cambio climático junto con las poblaciones en crecimiento crean una necesidad urgente de innovaciones que puedan abordar simultáneamente las demandas opuestas de rendimiento y eficiencia de insumos agrícolas. Zhang y col. milagrosamente han logrado uno de esos avances en su nuevo y emocionante trabajo.

Es necesario adaptar esta tecnología para que esté completamente libre de genes extraños y en variedades que se produzcan ampliamente antes de que los productores puedan comenzar a beneficiarse de esta innovación.



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