La biotecnología como herramienta para mejorar el rendimiento de los cultivos

El cambio climático atenta contra la producción de los principales cultivos, mientras el mundo experimenta una demanda creciente de alimentos. Abastecer a la población en este contexto es uno de los grandes problemas a afrontar durante los próximos años.

Dimensionemos este desafío. El crecimiento de la población mundial es de 1,1% anual. En 2030 llegaremos a ser 8 500 millones de habitantes en el planeta, unos 700 millones más que actualmente.

Además, el objetivo de incrementar los cultivos se encuentra fuertemente atravesado por factores ambientales y humanos, como los fenómenos meteorológicos extremos, los cambios en el uso del suelo y las dificultades para acceder al agua.

Es por eso por lo que no todos los abordajes para alcanzar la meta de mayor producción son favorables. La FAO alertó sobre que el aumento de las superficies cultivadas y el incremento de la frecuencia de las cosechas son estrategias poco alentadoras que tienden a agotarse.

¿Cómo resolver este dilema?

La opción más viable es aumentar los rendimientos de los cultivos. En ese sentido, la biotecnología aplicada a la producción agrícola parece ser el mejor camino para lograrlo. Desde hace décadas se emplean variedades genéticamente modificadas con el objeto de aumentar los rendimientos resolviendo problemas como el ataque de patógenos y la eliminación de malezas en el campo.

Muchos de estos enfoques han generado una mala percepción social sobre las modificaciones genéticas en las plantas. Sobre todo porque estas estrategias vienen acompañadas del uso de agroquímicos que, en muchos casos, afectan la salud y al medio ambiente.

Por eso los nuevos desarrollos biotecnológicos deben ser abarcados con soluciones sustentables que sean capaces de optimizar las características de interés agronómico de los cultivos que permitan aumentar su rendimiento bajo las condiciones cambiantes del ambiente.

¿Qué es una solución biotecnológicamente sustentable?

El objetivo de estas estrategia es satisfacer la demanda creciente de alimentos a través de la transferencia de tecnologías que puedan promover mejores rendimientos en menor cantidad de hectáreas. Todo ello preservando el bienestar del planeta y de la población.

Una estrategia para lograrlo es la implementación de tecnologías enfocadas a mejorar los procesos fisiológicos de las plantas que intervengan sobre sus propios genes.

Entre las múltiples opciones, una aproximación es la optimización de aquellos procesos que se encuentran vinculados a la luz. Estos constituyen un elemento vital para el crecimiento y desarrollo de las plantas impactando directamente sobre su rendimiento.

Por eso, cuando se puede, algunas variedades se cultivan con suplementos de luz artificial para promover su crecimiento, como es el caso de los cultivos intensivos en invernáculos.

Si proyectamos esta estrategia sobre cultivos extensivos (soja, maíz, trigo) nos encontramos con un gran problema, ya que modificar las condiciones de luz sobre millones de hectáreas cultivadas no es una opción viable. Sin embargo, lo que sí podemos hacer es generar modificaciones genéticas que permitan a las plantas procesar la luz solar de una manera más eficiente. Dicho de otra manera, podemos cambiar la percepción o sensibilidad que las plantas presentan al ambiente lumínico.

Para lograr esto es necesario un correcto conocimiento de los mecanismos genéticos que participan en estas respuestas, lo cual es algo específico y complejo. Esta tarea se hizo más fácil gracias al desarrollo de nuevas técnicas en al área de biología molecular y a la secuenciación de los genomas de algunas especies vegetales, lo que nos permitió identificar y caracterizar muchos de los genes que intervienen en respuestas lumínicas precisas. Algunos de estos genes descubiertos presentan un gran potencial para ser utilizados como herramienta biotecnológica.

Genes y fotosíntesis

Un ejemplo claro de esto es el gen BBX21, que se encuentra presente en el genoma de la mayoría de las plantas. Produce una proteína que regula el funcionamiento de otros genes vinculados a la capacidad de respuesta de las plantas frente a la calidad y cantidad de la luz que recibe, interviniendo de forma indirecta sobre el proceso de fotosíntesis.

Al potenciarlo por medio de ingeniería genética, las plantas modificadas aprovechan mejor la luz solar y logran incrementar su fotosíntesis, lo cual finalmente se traduce en la optimización del rendimiento. Por ejemplo, plantas de papa que presentan potenciado al gen BBX21 pueden producir entre un 10-15% más de tubérculos que las que no. Además, se demostró que bajo condiciones de sequía logran mejorar su desempeño, haciendo que el déficit hídrico tenga un impacto menor sobre la calidad de los tubérculos.

Este enfoque, donde la biotecnología se utiliza para mejorar el rendimiento de los cultivos mediante la intervención sobre respuestas fisiológicas precisas, abre un mundo de posibilidades a la agricultura del futuro. Nos permitirá generar nuevas variedades mucho más rápido, aumentar la productividad, mitigar las pérdidas producidas por las consecuencias del cambio climático y reducir los niveles de impacto ambiental.