Científicos de la Universidad de California, Davis, han desarrollado una nueva herramienta genética que facilita el mejoramiento de trigo y triticale, permitiendo que crezcan de manera más eficiente y se adapten mejor a diversos entornos. Esta innovación distingue entre las características de plantas «pequeñas» y «bajas» en gramíneas como el trigo, lo que representa un avance significativo respecto a métodos anteriores.
UC Davis / 10 de marzo, 2025.- Científicos de la UC Davis han desarrollado una nueva herramienta genética que facilita el mejoramiento de trigo y triticale para que crezcan de forma más eficiente y se adapten mejor a diferentes entornos. Esta nueva herramienta impulsa una segunda Revolución Verde, ya que evita algunas de las complicaciones que quedaron de la primera.
El nuevo método reconoce que, en gramíneas como el trigo, lo pequeños y lo bajos son diferentes.
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Desarrollado por investigadores del Departamento de Ciencias Vegetales, el método permite a los mejoradores separar los genes que controlan la altura de la planta de los genes que controlan otros aspectos de su crecimiento y otras cualidades. Con esto, los mejoradores ahora pueden desarrollar variedades de grano con diferentes alturas de planta, para que los agricultores puedan obtener semillas más adaptadas a las condiciones de cada campo.
“Vivimos tiempos emocionantes, ya que ahora contamos con herramientas avanzadas que nos permiten aprovechar nuestro conocimiento biológico para apoyar el trabajo de los fitomejoradores”, afirmó Juan Debernardi, gerente del Centro de Transformación de Plantas de la Fundación Parsons en UC Davis e investigador principal del proyecto.
El equipo incluye el laboratorio del distinguido genetista de trigo Jorge Dubcovsky. Su avance es tan significativo que la revista Plant Biotechnology Journal publicó el artículo del equipo en la portada de su número de febrero. Los primeros autores del artículo son Chaozhong Zhang, investigador asociado del equipo, y Joshua Hegarty, científico del proyecto del Programa de Mejoramiento de Granos Pequeños de UC Davis.
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Nueva herramienta utiliza microARN
Las gramíneas, incluido el trigo, buscan naturalmente crecer altas para que las semillas que maduran en la parte superior de sus tallos puedan extenderse ampliamente. En la década de 1960, los científicos de la Revolución Verde transformaron la agricultura al mejorar el trigo y otras gramíneas productoras de alimentos que crecerían más pequeñas y con más semillas, proporcionando así más alimentos al mundo. Cuando las semillas de estas gramíneas germinan, los brotes también son más pequeños, por lo que es necesario plantarlas más cerca de la superficie para que los brotes tiernos puedan alcanzarla.
En cambio, las plantas desarrolladas con el nuevo método siguen creciendo bajas sobre el suelo. La diferencia radica en que las plantas que germinan presentan estructuras de tamaño normal al emerger de sus semillas bajo tierra. Esto significa que las semillas pueden sembrarse a mayor profundidad en el suelo, permitiendo que las plantas alcancen la humedad almacenada allí, una ventaja para los agricultores en tierras con escasez de agua.
Además, el triticale más corto que el equipo desarrolló con este método tuvo menos probabilidades de caerse durante el crecimiento. Este problema se conoce como encamado, que puede dificultar la cosecha mecánica del grano y reducir drásticamente su rendimiento. El encamado fue lo que impulsó a Hegarty, quien dirige las pruebas de campo, a hablar con Debernardi sobre soluciones genéticas.
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«Solo nos tomó dos años, desde nuestras conversaciones iniciales con Josh sobre el encamado en sus líneas de triticale hasta tener las nuevas variedades en el campo», dijo Debernardi.
El equipo adoptó un nuevo enfoque, centrándose en los genes AP2L-B2 y AP2L-R2 que, al activarse, hacen que las plantas crezcan más bajas.
Utilizaron un descubrimiento revolucionario: el microARN. Estas diminutas moléculas regulan la expresión génica en plantas y animales, y en 2024, sus descubridores ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina. Los microARN desempeñan diversas funciones. Algunos tipos son como pequeñas tijeras, explicó Debernardi, que cortan fragmentos de genes y reducen su impacto.
Utilizando la herramienta de edición genética CRISPR-Cas9, el equipo introdujo mutaciones que bloquean la capacidad de un microARN específico, cuya función es cortar los genes AP2L2. Esto significa que los niveles de genes AP2L2 en las nuevas plantas fueron mayores y que estas crecieron más bajas por encima del suelo.
Además, al cortar diferentes niveles de AP2L2, el equipo pudo desarrollar plantas que crecen a diferentes alturas.
Menos tiempo de reproducción, mejor rendimiento de grano
Es un gran avance para los mejoradores de trigo y triticale. “La flexibilidad para crear plantas con diferentes alturas en un solo paso y sin alterar las demás características de una variedad, como la calidad del grano y la resistencia a enfermedades, es muy atractiva”, afirmó Debernardi. “Este proceso evita la necesidad de cruzar las variedades con genes específicos de enanismo y el necesario retrocruzamiento. Todo esto suele llevar muchos años”.
El método también produjo resultados superiores fuera del laboratorio. En pruebas de campo realizadas durante dos años, las plantas modificadas genéticamente fueron de 12 a 18 cm más bajas y resistieron mejor la caída durante las tormentas. Esto condujo a una reducción significativa del encamado y a un aumento total del 9 % en el rendimiento de grano, según informó el equipo.