Dos doctorandos de la Universidad de Cornell han desarrollado plantas de tomate modificado genéticamente que cambian a un intenso color rojo cuando el suelo carece de nitrógeno (antes de que se produzca daño), y han sido seleccionados como finalistas nacionales por la Collegiate Inventors Competition.
Cornell Chronicle / 29 de septiembre, 2025.- Un invento desarrollado por dos estudiantes de doctorado de la Universidad de Cornell, que transforma plantas de tomate modificadas genéticamente en un rojo intenso cuando los niveles de nitrógeno en el suelo son bajos, ha sido nombrado finalista en la Competencia Nacional de Inventores Universitarios.
Los RedAlert Living Sensors («Sensores Vivos AlertaRoja» en español), creados por Jacob Belding y Ava Forystek, son uno de los cinco finalistas que compiten en la categoría de estudiantes de posgrado del concurso, organizado por el Salón Nacional de la Fama de los Inventores.
Desarrolladas a través del Centro de Investigación sobre Sistemas de Plantas Programables (CROPPS) de la Fundación Nacional de Ciencias, las plantas sensoras genéticamente modificadas de los estudiantes podrían algún día ayudar a jardineros, agricultores y cultivadores hidropónicos a determinar si sus plantas necesitan más nitrógeno. Cuando las plantas centinela se tornan rojas, los agricultores pueden saber dónde y cuándo fertilizar. Actualmente, los agricultores aplican hasta un 50 % más de nitrógeno del necesario, lo que provoca escorrentía que contamina las aguas subterráneas y los lagos, donde favorece la proliferación de algas nocivas.
[Recomendado: Plantas biotecnológicas que detectan y responden ante explosivos, patógenos y metales pesados]
Actualmente, un método común para detectar deficiencias de nitrógeno en las plantas consiste en evaluar el amarilleo y marchitamiento de las hojas. Para cuando las hojas se ponen amarillas, la planta ya está estresada por la falta de nutrientes.
«Nos gusta usar la analogía de un perro que lloriquea cuando tiene hambre», dijo Forystek, quien trabaja en el laboratorio de Neil Mattson, profesor de la Sección de Horticultura de la Escuela de Ciencias Integrativas de las Plantas de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida. “Sería absurdo esperar a sentir sus costillas para alimentarla”.
Los sensores vivos RedAlert aprovechan un mecanismo natural mediante el cual la planta detecta el nitrógeno alrededor de sus raíces y transmite esas señales al resto de la planta. Las plantas de tomate utilizadas en el proyecto fueron modificadas genéticamente para expresar un pigmento rojo cuando el nitrógeno en la zona radicular es escaso (antes de que se genere daño en la parte aérea). Los distintos tonos de rojo también reflejan diferentes niveles de nitrógeno disponible en el suelo.
“Recibimos una señal de las raíces cuando la planta detecta por primera vez la falta de nitrógeno en el suelo y la traduce en un pigmento visible. Así, podemos observar en la planta que necesita nitrógeno, pero que aún no está sufriendo de inanición”, explicó Belding, miembro del laboratorio de Abraham Stroock, profesor Gordon L. Dibble ’50 en la Escuela Smith de Ingeniería Química y Biomolecular de la Facultad de Ingeniería de Cornell.
Stroock y Mattson son asesores del equipo, junto con Margaret Frank, profesora asociada de la Sección de Biología Vegetal de la Escuela de Ciencias Integrativas de las Plantas (CALS), quien ideó originalmente las plantas sensoras de nitrógeno.
En el futuro, los agricultores podrán plantar semillas de tomate centinela en sus campos de maíz para monitorear los niveles de nitrógeno; los jardineros aficionados podrían usarlas en sus patios; y los cultivadores hidropónicos podrían emplearlas para asegurar que el sistema de riego distribuya los nutrientes necesarios.
[Recomendado: Plantas de interior genéticamente modificadas para potenciar su capacidad de purificar el aire y eliminar compuestos volátiles tóxicos]
«Es asombroso ver cómo esta tecnología pasa de nuestros laboratorios de investigación al mundo real, donde puede tener un impacto positivo en la agricultura sostenible», dijo Frank.
En sistemas de cultivo a gran escala, los tractores ya equipados con cámaras que leen longitudes de onda infrarrojas y visibles podrían inspeccionar los campos de cultivo en busca de plantas centinela intercaladas, para informar a los agricultores sobre las necesidades de nitrógeno. El equipo está explorando el desarrollo de una aplicación para teléfonos inteligentes que correlacione directamente el color de las hojas de las plantas sensoras con los niveles de nitrógeno en la zona radicular. De esta manera, los pequeños agricultores podrían monitorear sus campos con sus teléfonos.
“Es una especie de democratización de estas herramientas de agricultura inteligente que han gozado de gran popularidad en la última década, pero que en su mayoría se limitan a sistemas bastante sofisticados y costosos, con operadores altamente capacitados técnicamente”, dijo Belding. “Este podría ser un dispositivo de agricultura inteligente asequible y fácil de usar incluso para un jardinero aficionado”.