Científicos del Reino Unido han creado una molécula sintética que, cuando se aplica a los cultivos, ha demostrado aumentar el tamaño y el contenido de almidón de los granos de trigo en el laboratorio hasta en un 20 %.
La nueva aplicación de plantas, desarrollada por Rothamsted Research y la Universidad de Oxford, podría ayudar a resolver el problema de la creciente inseguridad alimentaria en todo el mundo. Unos 795 millones de personas están desnutridas, y El Niño de este año ha demostrado cuán vulnerables son muchos países a la sequía inducida por el clima.
Los resultados del estudio, publicados en Nature, detallan el método basado en el uso de 'precursores' sintéticos del azúcar trehalosa 6-fosfato (T6P), una estrategia única en su tipo que utilizó la química para modificar cómo los azúcares son utilizados por las plantas. Rothamsted Research, que recibe fondos estratégicos del Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas, identificó este azúcar natural como crucial para controlar cómo el trigo utiliza la sacarosa, el principal combustible generado por la fotosíntesis. La sacarosa es clave para el desarrollo de los granos de trigo. Identificaron que cuanto más T6P esté disponible para los granos de trigo a medida que crecen, mayor será el rendimiento.
Utilizando la experiencia química del Laboratorio de Investigación Química de la Universidad de Oxford, se desarrolló una versión modificada de T6P que podría ser absorbida por la planta y luego liberada dentro de la planta a la luz del sol. Este "precursor" de T6P se agregó a una solución y luego se roció sobre las plantas, lo que provocó un "pulso" de T6P, lo que provocó que se absorbiera más sacarosa en el grano para producir almidón. Cuando se probó en el laboratorio, en condiciones ambientales controladas, este enfoque dio como resultado un aumento en el tamaño del grano de trigo y un rendimiento de hasta un 20 %.
El estudio también demostró que la aplicación de la molécula precursora podría mejorar la capacidad de las plantas para recuperarse de la sequía, lo que en última instancia podría ayudar a los agricultores a superar temporadas difíciles más fácilmente en el futuro.
El profesor Ben Davis, del Departamento de Química de la Universidad de Oxford, dijo:'Las pruebas que realizamos en el laboratorio son realmente prometedoras para una técnica que, en el futuro, podría alterar radicalmente la forma en que cultivamos no solo trigo sino muchos cultivos diferentes. La “revolución verde” del siglo XX fue un período en el que se crearon variedades de trigo más resistentes y de alto rendimiento, una innovación que, según se afirma, ayudó a salvar mil millones de vidas. Al desarrollar nuevos métodos químicos basados en la comprensión de la biología, podemos asegurar nuestras fuentes de alimentos y contribuir a este legado. De esa manera podemos asegurarnos de que tantas personas tengan acceso a suficientes alimentos como sea posible y que los menos afortunados puedan ser rescatados de dificultades inesperadas”.
El método tiene el potencial de aumentar los rendimientos en una gran cantidad de cultivos, ya que T6P está presente y realiza la misma función en todas las plantas y cultivos.
El Dr. Matthew Paul, científico sénior (biología vegetal y ciencia de cultivos) en Rothamsted Research, dijo:'Este estudio es una prueba de concepto, que nos muestra que es posible influir en cómo las plantas usan el combustible que producen para la agricultura beneficio, tanto en términos de rendimiento como de resistencia a condiciones más secas. La próxima etapa de trabajo es replicar este experimento tanto como sea posible en el campo en diferentes entornos, para lo cual necesitaremos comprender cómo aumentar la producción del precursor de T6P y determinar el efecto que pueden tener condiciones más variables en los resultados. .'
Se cultivaron plantas de trigo hasta que cada planta floreció, después de lo cual se añadieron concentraciones variables de solución de T6P (entre 0,1 y 10 mM) a diferentes plantas para evaluar el efecto que tenía cada concentración en el crecimiento. Luego, el trigo se roció con las soluciones en las mazorcas o en toda la planta a intervalos de cinco días después de que las plantas florecieran por primera vez, con una sola aplicación suficiente para aumentar el rendimiento. Luego, las plantas se cosecharon una vez que estaban maduras, se pesaron los granos y se analizaron en cuanto a la cantidad de almidón y proteína presente. Para probar las respuestas a las condiciones de sequía, las plantas se cultivaron hasta justo antes de que la planta de trigo desarrollara su tallo. Luego se privó de agua durante diez días, agregándose soluciones de T6P el noveno de estos días. Las plantas se cosecharon después de volver a regarlas para evaluar la recuperación de biomasa después del período de sequía.
Fuente PHYS.org
