Modificación genética en soja aumenta el rendimiento hasta en un 20%.

Modificación genética en soja aumenta el rendimiento hasta en un 20%.

Estos cultivos mejorados ayudarán a reducir la deforestación, las emisiones de efecto invernadero y la pérdida de biodiversidad.

La soja que ha sido modificada genéticamente para hacerla más eficiente en la fotosíntesis, logrando rendimientos más del 20% respecto a los cultivos no modificados en ensayos de campo, y sin fertilizante adicional.

Estos cultivos mejorados ayudarán a reducir la deforestación, las emisiones de efecto invernadero y la pérdida de biodiversidad, así como también beneficiarán la economía de los agricultores en los países de bajos ingresos, para quienes se están creando los cultivos.

Stephen Long, de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, dijo que esta modificación “funcionará en la mayoría de los cultivos”, y agregó: “Estamos trabajando en el caupí y estamos trabajando en el arroz”.

Varios equipos han logrado impulsar el crecimiento en plantas como el tabaco mediante la mejora de la fotosíntesis, pero esta es la primera vez que se logra en una planta de alimentos en ensayos de campo, señaló Long.

El trabajo es el resultado de una colaboración global establecida hace 10 años, financiada principalmente por la Fundación Bill y Melinda Gates, que tiene como objetivo aumentar los rendimientos mediante la mejora de la fotosíntesis y hacer que estos cultivos mejorados estén disponibles para los pequeños agricultores en el África subsahariana. Se están explorando varios enfoques, y combinarlos debería producir aumentos de rendimiento aún mayores.

“Creemos que podríamos obtener un impulso de hasta el 50%”, resaltó Long. “Si eso se pudiera lograr, sería el nivel de la Revolución Verde”, la cual se refiere a las principales mejoras de rendimiento logradas en las décadas de 1950 y 1960 gracias a las variedades mejoradas de cultivos y otras tecnologías.

MEJOR ADAPTACIÓN A LOS CAMBIOS DE SOL Y SOMBRA.

La soja modificada genéticamente tiene mayores rendimientos porque se adapta mejor a los cambios de sol a sombra, y viceversa. Cuando una hoja está a pleno sol, absorbe más energía lumínica de la que su maquinaria fotosintética puede manejar. Esto daña las células, a menos que activen un mecanismo conocido como enfriamiento para disipar el exceso de energía.

Sin embargo, cuando una hoja está sombreada, el enfriamiento debe apagarse para evitar disipar la energía que podría usarse. La mayoría de las plantas de cultivo encienden y apagan el enfriamiento con bastante lentitud y, como resultado, pierden mucha energía.

No es seguro por qué es esto, explicó Long, pero podría deberse a que los ancestros silvestres de muchos cultivos crecieron en condiciones semiáridas con pocas plantas cerca de ellos.

Ahora se cultivan muy juntos y, a medida que el sol se mueve a través del cielo, la mayoría de las hojas tienen continuamente las sombras de otras hojas moviéndose sobre ellas.

Algunas plantas silvestres, como los helechos, encienden o apagan el enfriamiento mucho más rápidamente, destacó Long. Su equipo ha agregado copias adicionales de tres genes involucrados en el proceso de enfriamiento a la soja, lo que resulta en niveles más altos de las proteínas codificadas y acelera las transiciones, haciendo que la fotosíntesis sea más eficiente.

REDUCCIÓN DE EMISIONES.

“Aunque no fertilizamos nuestros cultivos de soja, el contenido de proteínas no cambió”, dijo Long. Eso es importante, dado que la soja es la principal fuente vegetal de proteínas a nivel mundial. “Este estudio es muy emocionante”, expresó Emma Kovak, del Breakthrough Institute, un centro de investigación global.

La agricultura es responsable de un tercio de todas las emisiones de gases de efecto invernadero, y una cuarta parte se debe a la limpieza de la tierra, explicó. “Los aumentos de rendimiento no solo ayudan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que, al reducir la deforestación, también ayudan a preservar la biodiversidad de las plantas y el hábitat de la vida silvestre”.

Solo en los Estados Unidos, un aumento del rendimiento del 15% en los cultivos de soja reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero en una cantidad equivalente a 100 millones de toneladas de dióxido de carbono, algo que Kovak ha estimado anteriormente.

AUMENTAR EL RENDIMIENTO SIN USAR NITRÓGENO ADICIONAL.

“Se necesita un esfuerzo importante para mejorar los cultivos porque las ganancias anuales de rendimiento para nuestros principales cultivos se han estanca[1]do, la población mundial está creciendo y tenemos el cambio climático”, informó Christine Raines, de la Universidad de Essex en el Reino Unido, cuyo equipo está trabajando en otra forma de impulsar la fotosíntesis.

“También necesitamos aumentar el rendimiento de manera sostenible, por ejemplo, sin el uso de nitrógeno adicional, como se demostró en este estudio actual”, remarcó Raines.

La mayoría de los otros cultivos no pueden producir su propio fertilizante nitrogenado de la manera en que lo pueden hacer las legumbres como la soja y el caupí, por lo que podrían necesitar fertilizante adicional para aprovechar las mejoras de la fotosíntesis. Pero la Fundación Gates también está financiando el trabajo para agregar la capacidad de fijar nitrógeno a otros cultivos, lo que también tendría enormes beneficios ambientales. (Unión de Gremios de la Producción – UGP).

Producción mundial de trigo podría duplicarse con biotecnología moderna.

Producción mundial de trigo podría duplicarse con biotecnología moderna.

La producción mundial de trigo es un 51% menos eficiente de lo que podría ser pero, precisamente, podría duplicarse al disminuir estas “brechas genéticas”, sin necesidad de aumentar la frontera agrícola.

Agro Bio | El trigo es el segundo cultivo de mayor consumo en el mundo, solo por detrás del arroz. Sin embargo, el planeta se está quedando sin trigo. A la guerra entre Rusia y Ucrania, que ha desabastecido de cereal a muchos países en el mundo, se le suma un decrecimiento en la producción del cereal en Estados Unidos, uno de los mayores productores en el mundo, que tendrá la segunda cosecha más baja de trigo en 20 años. Afortunadamente, una nueva investigación sugiere que el trigo mejorado con biotecnología moderna podría duplicar la producción mundial del cereal.

De acuerdo con el estudio “Global wheat production could benefit from closing the genetic yield gap”, publicada en la revista Nature a comienzos de julio, “cerrar las brechas de rendimiento existentes mediante mejoramiento genético, podría incrementar el rendimiento potencial y la producción global”, se lee.

A esta posibilidad, los investigadores lo conciben como “liberar el potencial genético” de la basta variedad de trigo que existe en el mundo. Esto implica desarrollar variedades genéticas hechas a la medida de cada región del planeta utilizando técnicas de biotecnología moderna como la edición genética y la crianza rápida.

Para los investigadores del Rothamsted Research, Mikhail Semenov y Nimai Senapati, el potencial genético de una planta se entiende como tener variedades de trigo con un genoma óptimo que les permita capturar nutrientes, luz solar y agua más eficientemente que cualquier otra variedad.

“Los cultivos actuales están, en promedio, a la mitad de su capacidad en lo que tiene que ver con los rendimientos que podrían producir, dadas las discordancias que hay entre sus cualidades genéticas y las condiciones locales de producción de trigo”, explicó Semenov en un comunicado de prensa.

La producción mundial podría duplicarse mediante el mejoramiento genética de cultivos locales de trigo, sin incrementar el área mundial de trigo”.

TRIGO MEJORADO CON BIOTECNOLOGÍA: ¿CÓMO LLEGARON A ESTA CONCLUSIÓN?

Para llegar a esta conclusión, los investigadores tuvieron la ayuda de Sirus, un modelo computacional de simulación de última tecnología que permite analizar diferentes escenarios de este cultivo.

Primero, Semenov, Senapati y sus equipos analizaron 53 regiones de cultivo en 33 países y utilizaron datos sobre cómo afectan distintos genes a rasgos individuales del trigo, como su tamaño, forma, metabolismo y crecimiento. Así, calcularon el rendimiento potencial de las 28 variedades de trigo más comúnmente usadas en estas regiones.

Con estos datos, entonces, ‘idealizaron’ variedades locales de trigo dentro de Sirius, que optimizó varios rasgos que contribuirían al rendimiento y cuyo genoma le permitiría mejorarlas a los fitomejoradores. Así, lograron diseñar la planta de trigo “perfecta” para cada región en las que se cultiva.

Los resultados les mostraron que, al optimizar estos rasgos, las “brechas genéticas” del trigo están entre el 30% y el 70% dependiendo del país; aunque el promedio mundial fue de 51%.

Esto significa que la producción mundial de trigo es un 51% menos eficiente de lo que podría ser pero, precisamente, podría duplicarse al disminuir estas “brechas genéticas”, sin necesidad de aumentar la frontera agrícola.

Antes de esta investigación, las posibilidades de mejora del rendimiento del trigo eran desconocidas, pero Senapati afirma que “para sorpresa de nadie, los países con los menores rendimientos actualmente son quienes más ganarían al optimizar los cultivos”.

Sin embargo, Senapati también sostiene que incluso en países con menor margen de mejora genética, pero con áreas más grandes de cultivo, como Rusia, China, Estados Unidos o Canadá, este mejoramiento de la genética del trigo podría tener un efecto sustancial en la producción mundial de trigo.

“El trigo fue domesticado hace cerca de 11.000 años, pero, a pesar de esto -sin mencionar la secuenciación completa de su genoma en 2018-, el cultivo aún está lejos de ser su ‘mejor versión genética’”, concluyó el investigador.

Más información de Global wheat production can be doubled, shows study  en https://www.rothamsted.ac.uk/news/global-wheat-production-can-be-doubled-shows-study

El estudio completo: https://www.nature.com/articles/s43016-022-00540-9

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