Los rendimientos globales de los cultivos son cada vez más vulnerables a los cambios en el clima y la calidad del aire. Para combatir las futuras amenazas ambientales y el aumento del crecimiento de la población, los científicos y fitomejoradores están buscando nuevas formas de diseñar plantas que puedan resistir ambientes hostiles e impredecibles, y producir más alimentos.
La modificación mediante ingeniería genética de los cultivos no es un concepto nuevo: durante milenios, los agricultores intentaron cruzar variedades de plantas para mejorar el sabor y el rendimiento. Sin embargo, no fue sino hasta el siglo XIX que Gregor Mendel, un fraile agustino conocido como el «padre de la genética moderna», descubrió que ciertos rasgos podían transmitirse de generación en generación a través de los genes. Mendel pasó ocho años experimentando en cruzar plantas de guisantes para identificar y aprender sobre los genes que controlan rasgos importantes como el tamaño de la semilla, el color de la planta y la altura.
Hoy los científicos están aprovechando estos conocimientos iniciales con nuevas herramientas que pueden generar cultivos con los rasgos más buscados para obtener mayores rendimientos.
Daniel Rodríguez-Leal, becario Pew latinoamericano de 2016 que trabaja con Zachary Lippman en Cold Spring Harbor Laboratory, está aprovechando el poder de la edición del genoma para mejorar los cultivos. Reportado en la edición de septiembre de la revista Cell, Rodríguez-Leal utilizó la tecnología de edición del genoma conocida como CRISPR para manipular secuencias dentro del promotor de genes que son importantes parel rendimiento. Los promotores son regiones de ADN adyacentes a un gen, que pueden actúan como un interruptor de regulación para controlar cuándo, dónde y a qué nivel se activan estos genes durante el desarrollo de la planta.
Al hacer pequeños cambios en estas regiones, Rodríguez-Leal pudo generar rápidamente una gran cantidad de variantes importantes para el rendimiento total de los tomates: la forma y la arquitectura de la planta, y el tamaño de la fruta. El equipo descubrió que al usar CRISPR para modificar los promotores en lugar de los genes, pudieron ajustar la producción de genes de rendimiento. En un ejemplo, los investigadores observaron cómo el rendimiento general cambió como resultado de la alteración de la cantidad de órganos florales y lóculos (las cavidades gelatinosas de semillas dentro del tomate), que pueden determinar qué tan grande crecerá la fruta.
[Recomendado: Genetistas utilizan edición genética para desarrollar cultivos que producen más alimentos]
El enfoque de Rodríguez-Leal evita métodos laboriosos y lentos de mejoramiento vegetal tradicional para generar variedades genéticas sutiles mucho más rápido, y podría funcionar también en otros cultivos alimentarios. La investigación tiene el potencial de proporcionar un catálogo de variantes de plantas beneficiosas que los productores podrían utilizar para seleccionar de inmediato los mejores rasgos de crecimiento y ajustarlos durante las próximas temporadas de crecimiento.