Un gen podría ser la clave para cultivar arroz y alimentar a miles de millones de personas en un mundo más caluroso

Un nuevo estudio identifica un gen sensible al calor que afecta el rendimiento y la calidad del arroz. (Imagen Ilustrativa Infobae)

El aumento de las temperaturas amenaza al arroz, un alimento básico que alimenta a miles de millones de personas en todo el mundo. Pero los investigadores dicen haber descubierto una forma de mejorar las cosechas y la calidad del grano: silenciar un gen sensible a la temperatura que se encuentra en algunas variedades comunes de arroz.

Un equipo de científicos chinos anunció recientemente que había identificado un gen que, cuando se sobrecalienta, parece tener un efecto negativo en los cultivos, disminuyendo el rendimiento y produciendo granos de aspecto calcáreo y sabor pastoso.

Pero cuando ese gen se desactiva —mediante la edición genética o la mejora genética que aprovecha una variante natural que no reacciona a las altas temperaturas—, las plantas de arroz producen más y mejores granos, según un artículo revisado por expertos y publicado el mes pasado en la revista Cell.

El hallazgo representa “un gran avance en la obtención de variedades de arroz superiores y de alto rendimiento, resistentes al aumento de las temperaturas”, afirma Yibo Li, investigador principal del artículo y genetista de plantas de la Universidad Agrícola de Huazhong, China.

El aumento de las temperaturas nocturnas reduce hasta 10% el rendimiento del arroz por cada grado centígrado. (REUTERS/Jason Lee)

Expertos externos afirmaron que la posibilidad de modificar un único gen responsable del control tanto del rendimiento como de la calidad podría tener un gran potencial.

“Tenemos la capacidad de entrar y, por utilizar una analogía burda, encender un interruptor de la luz”, dijo Jarrod Hardke, agrónomo de extensión de arroz de la división de agricultura del Sistema de la Universidad de Arkansas, que no participó en la nueva investigación. “No hay intercambio de material genético, sigue siendo la misma planta. Simplemente metimos la mano y pulsamos un botón de parada en algo”.

Las condiciones más calurosas provocadas por el cambio climático, y en particular las temperaturas nocturnas más cálidas, han supuesto un gran reto para los cultivadores de arroz y los agricultores. Según un estudio, el rendimiento del arroz disminuyó un 10% por cada grado centígrado que aumentó la temperatura media del aire nocturno entre 1979 y 2003.

Investigadores chinos logran aumentar la calidad del arroz silenciando un gen que responde negativamente al calor. (REUTERS/Jayanta Dey)

“Los agricultores y los fitomejoradores están haciendo un excelente trabajo con la creación de nuevas variedades y el desarrollo de métodos para mejorar la productividad”, afirma Vibha Srivastava, catedrática de biotecnología vegetal de la Universidad de Arkansas. “Pero el clima no está bajo nuestro control”.

Y aunque los mejoradores han hecho grandes progresos en el aumento del rendimiento de las plantas sometidas a estrés térmico, a menudo ese beneficio puede producirse a costa de la calidad, dijo Steve Linscombe, director de la Fundación del Arroz con USA Rice, una organización comercial.

Li y su equipo de China se propusieron encontrar plantas de arroz que pudieran prosperar con temperaturas más altas. Plantaron más de 530 variedades en cuatro lugares donde las temperaturas nocturnas han aumentado.

Después examinaron el aspecto de los granos cosechados, observando cuántos eran calcáreos (malos) frente a los translúcidos (buenos). Identificaron dos variedades que crecían especialmente bien y, mediante el rastreo de marcadores genéticos, pudieron localizar el gen que parecía controlar la respuesta de las plantas al calor.

La modificación genética permite mantener el rendimiento del arroz en condiciones de altas temperaturas. (EFE/Hein Htet)

Mediante la edición genética, demostraron que la modificación de la expresión del gen podía producir cultivos más tolerantes al calor. El arroz modificado mantuvo su rendimiento en condiciones más calurosas, mientras que los cultivos no modificados produjeron un 58% menos de grano, según el estudio.

También observaron un interruptor de activación y desactivación natural: variaciones del gen que no se activaban en condiciones más calurosas. Utilizando técnicas tradicionales de mejora genética para incorporar esas variantes, lograron crear una cepa más tolerante al calor, con menos granos calcáreos y mayor rendimiento.

Li afirma que la investigación de campo de su equipo, que evita la temperatura y humedad fijas de un invernadero, “refleja entornos del mundo real, lo que hace que los genes de resistencia identificados sean más auténticos y fácilmente aplicables a los programas de mejora”.

Sugirió que los resultados podrían aplicarse a los tipos de arroz índica y japónica, dos subespecies principales cultivadas en todo el mundo. También podrían ser útiles para la mejora de otros cultivos básicos, como el trigo.

La investigación fue realizada al aire libre en zonas con noches más cálidas para reflejar condiciones reales. (EFE/Ministerio De Agricultura)

“En última instancia, nuestro objetivo es romper el tradicional equilibrio entre rendimiento y calidad mediante el desarrollo de estrategias de mejora innovadoras para cultivos de alto rendimiento y calidad superior”, afirmó Li.

Expertos en arroz que no participaron en la investigación afirmaron que los resultados son significativos y elogiaron la metodología del estudio. Srivastava señaló que era bueno ver que la versión resistente al calor del gen no parece afectar negativamente a los cultivos en condiciones normales.

“Cuando se intenta introducir rasgos de resistencia al estrés en las plantas, a menudo hay que abordar la cuestión de: ‘Vale, en condiciones de estrés lo hará mejor, ¿qué ocurrirá en condiciones normales?”. dijo Srivastava.

Aunque el descubrimiento del gen es prometedor, según Linscombe, se necesitan más estudios. “Cualquier cosa como ésta requiere mucha investigación de seguimiento para documentarla”, dijo. “No se puede pasar de una investigación básica como ésta a utilizarla en un programa aplicado al arroz. Se necesita tiempo”.

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