Científicos de la Academia China de Ciencias han combinado edición genética (CRISPR) con robots impulsados por IA para rediseñar flores de tomate y soja. Al crear plantas estériles con estigmas expuestos, han permitido que los robots realicen la polinización cruzada (bastante más eficiente que el esfuerzo humano) 24 horas al día, acortando dramáticamente los tiempos de mejoramiento y abriendo el camino acelerado hacia cultivos más sabrosos, resistentes y sostenibles.
Phys.org / 15 de agosto, 2025.- Durante milenios, el desarrollo de cultivos resilientes dependió de la polinización, ya sea natural o humana, lo que hacía que el proceso fuera largo y, a menudo, costoso. Ahora, científicos del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo (IGDB) de la Academia China de Ciencias han reinventado el proceso de polinización mediante el desarrollo de un nuevo sistema que utiliza la edición genética para crear flores que pueden ser fácilmente polinizadas por robots controlados por IA que trabajan las 24 horas.
El sistema, conocido como Edición Genómica con Robots Basados en Inteligencia Artificial («Genome Editing with Artificial-Intelligence-based Robots» en inglés, o GEAIR), aborda un antiguo obstáculo para la polinización: el mejoramiento con híbridos, que implica la polinización cruzada entre diferentes plantas progenitoras, produciendo cultivos más productivos y resistentes. Sin embargo, requiere una mano de obra manual lenta y costosa para gestionar la polinización, ya que los estigmas hundidos (órganos femeninos) y las complejas estructuras florales en cultivos clave como el tomate y la soja han obstaculizado la automatización robótica.
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Estos hallazgos se detallaron en la revista Cell el 11 de agosto.
«La mano humana puede manipular estas flores, pero a un alto precio», señaló el profesor Xu Cao, autor correspondiente del estudio.
Solo en China, la polinización manual representa más del 25% de los costos de cultivo de tomates para el mercado fresco. En particular, la emasculación (donde se eliminan las partes masculinas para impedir la autopolinización) consume el 40% de esa mano de obra. Las flores herméticamente selladas de la soja impiden la polinización cruzada natural, lo que obliga a un cultivo manual tan laborioso que los agricultores aún no pueden acceder a un aumento de rendimiento superior al 30% gracias al vigor híbrido.
Inspirándose en la Revolución Verde (cuando los cultivos se rediseñaron para la maquinaria), el equipo fue pionero en el «codiseño de cultivos y robots» para crear cultivos bien adaptados a la tecnología robótica. En cuanto al diseño de cultivos, utilizaron CRISPR-Cas9, una herramienta de edición genética de precisión, para identificar genes MADS-box de clase B, como GLO2 en tomates, que regulan el desarrollo floral.
El resultado son plantas androestériles (lo que elimina la necesidad de emasculación) y con estigmas prominentes, lo que facilita el acceso de los robots. «Transformamos las flores para las máquinas», afirmó el profesor Xu.
Para complementar los cultivos de nuevo diseño, el robot personalizado de GEAIR está equipado con visión artificial basada en aprendizaje profundo que identifica las flores listas y utiliza un brazo de precisión para depositar el polen, lo que iguala la eficiencia humana trabajando 24/7.
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Su versatilidad va más allá de la polinización cruzada: puede facilitar la autopolinización (reemplazando potencialmente a los abejorros en entornos controlados), recolectar polen e incluso seleccionar plantas androestériles o fértiles detectando los estigmas expuestos, lo que evita costosas pruebas de ADN.
Al combinarse con el speed-breeding (acelerando el crecimiento mediante ciclos de luz prolongados) y la domesticación de novo (incorporando rápidamente rasgos silvestres), GEAIR reduce drásticamente los plazos de mejoramiento de nuevas variedades. El equipo demostró esto desarrollando nuevas líneas de tomate con un sabor más intenso y una mejor tolerancia al estrés. Este enfoque también funciona para la soja, lo que apunta a amplias aplicaciones agrícolas.
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«GEAIR no es solo una herramienta, es un cambio de paradigma», enfatizó el profesor Xu. «Estamos rediseñando los cultivos para impulsar la IA y la robótica, y estas tecnologías están potenciando nuestra capacidad para crear mejores cultivos con mayor rapidez».
El estudio subraya una nueva era en la agricultura: mediante la ingeniería conjunta de plantas y máquinas, los científicos están allanando el camino para un desarrollo de cultivos más rápido, económico y sostenible, una necesidad crucial a medida que crece la demanda mundial de sistemas alimentarios resilientes.
Crucialmente, la estrategia demostró ser transferible. La edición genética multiplex recapituló con éxito el fenotipo androestéril con estigma exertado en la soja, una leguminosa de importancia mundial. Esto indica la posible aplicabilidad de GEAIR en una amplia gama de cultivos importantes, obstaculizados por obstáculos similares en la morfología floral en el mejoramiento de híbridos.