Investigadores de Illinois State University y sus colaboradores utilizaron CRISPR-Cas9 para acelerar la domesticación del pennycress, una especie silvestre tolerante al frío. Las nuevas líneas redujeron en un 75% los glucosinolatos de las semillas, disminuyeron su capacidad de persistir como maleza y conservaron un buen desempeño productivo. El objetivo es cultivarlo durante el invierno entre las cosechas de maíz y soya, protegiendo el suelo y generando una fuente adicional de aceite y biomasa.
ChileBio / 23 de julio, 2026.– Cuando termina la cosecha de maíz y soya en el Medio Oeste de Estados Unidos, enormes extensiones agrícolas permanecen prácticamente desocupadas durante el invierno. Sin una cubierta vegetal que las proteja, estas superficies quedan más expuestas a la erosión, la pérdida de nutrientes y la escorrentía hacia ríos y arroyos.
Un equipo interdisciplinario de Illinois State University, liderado por el genetista John Sedbrook, trabaja para cambiar ese escenario mediante la transformación de una maleza común, conocida como pennycress o carraspique de campo, en un nuevo cultivo de cobertura comercial.
La especie, cuyo nombre científico es Thlaspi arvense, puede germinar en otoño, sobrevivir a las bajas temperaturas del invierno y completar rápidamente su ciclo durante la primavera. Estas características permitirían cosecharla antes de sembrar el siguiente cultivo principal, sin reemplazar al maíz ni a la soya.
La propuesta combina así dos funciones que no siempre van de la mano: mantener el suelo cubierto durante el invierno y generar una nueva fuente de ingresos para los agricultores. Illinois State estima que cerca de 80 millones de acres —más de 32 millones de hectáreas— de tierras agrícolas del centro de Estados Unidos permanecen sin cultivos durante buena parte de esa estación.
De maleza silvestre a cultivo agrícola
El pennycress pertenece a la familia de las brásicas, la misma que incluye a la canola, la mostaza, el brócoli y la coliflor. Sus semillas contienen aceite, pero la planta silvestre posee varias características que dificultan su utilización como cultivo comercial.
Entre ellas se encuentran una alta concentración de glucosinolatos, compuestos naturales que pueden limitar el aprovechamiento alimentario de la harina que queda después de extraer el aceite; semillas pequeñas y con una cubierta relativamente gruesa; y mecanismos de dormancia que permiten que algunas semillas permanezcan en el suelo y vuelvan a germinar posteriormente como malezas.
En lugar de depender exclusivamente de décadas de cruzamientos y selección convencional, los investigadores aplicaron una estrategia de domesticación de novo: identificaron características indeseables de la planta silvestre y editaron directamente los genes asociados a ellas.
El trabajo comenzó alrededor de 2012 y reunió a especialistas en genética, agronomía, ciencias biológicas, procesamiento de biomasa y producción animal de Illinois State University, junto con investigadores del Departamento de Agricultura de Estados Unidos y otras instituciones. La iniciativa ha recibido financiamiento federal acumulado cercano a los US$23 millones.
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Mutaciones apiladas mediante CRISPR
En el estudio publicado en Nature Plants, los científicos combinaron múltiples mutaciones obtenidas mediante CRISPR-Cas9 en una misma planta. Esta estrategia permitió reunir varios rasgos de domesticación sin provocar una pérdida importante en el rendimiento de semillas.
Uno de los principales resultados fue una reducción aproximada del 75% en el contenido de glucosinolatos, conseguida mediante la combinación de mutaciones en genes reguladores como MYB28/HAG1 y MYC3.
Los investigadores también incorporaron características destinadas a producir una composición de semillas más parecida a la de la canola “doble cero”: bajo contenido de ácido erúcico y menores niveles de glucosinolatos. A ello sumaron una reducción de la fibra de la semilla, lo que podría favorecer el aprovechamiento de la fracción proteica restante después de extraer el aceite.
Otro cambio relevante afectó al gen TT8. Su inactivación disminuyó la dormancia y parte de las protecciones de la cubierta de la semilla. Esto reduce la posibilidad de que las semillas permanezcan viables durante largos periodos en el suelo y que la especie reaparezca posteriormente como maleza.
En conjunto, las líneas obtenidas combinan una composición de semilla más favorable, menor persistencia en el ambiente agrícola y rendimientos comparables con los materiales utilizados como referencia en el estudio.
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Tres cosechas comerciales en dos años
El ciclo corto y la tolerancia al frío del pennycress permiten insertarlo entre dos cultivos estivales de temporada completa.
En una rotación típica, podría sembrarse después de la cosecha de maíz durante el otoño, permanecer cubriendo el terreno durante el invierno y cosecharse a fines de la primavera. Inmediatamente después, el agricultor podría establecer soya u otro cultivo de verano.
De esta manera, el sistema podría generar tres cosechas comerciales en dos años, al tiempo que mantiene raíces vivas y cobertura vegetal durante una estación en que muchos terrenos permanecen descubiertos.
Estas plantas pueden disminuir el impacto directo de la lluvia sobre el suelo, retener parte de los nutrientes remanentes de la cosecha anterior, aportar materia orgánica y ayudar a limitar la erosión y la escorrentía.
El profesor de ciencias del suelo Rob Rhykerd explicó este proceso en una comunicación anterior de Illinois State University:
“Cuando una gota de lluvia golpea la superficie desnuda del suelo, desprende partículas”, señaló Rhykerd.
Además de sus efectos sobre el terreno, una cubierta invernal puede proporcionar refugio y recursos para insectos y otros organismos durante una época con escasa vegetación agrícola.
Aceite para combustibles y materias primas renovables
Las semillas de pennycress contienen un aceite que podría emplearse como materia prima para biodiésel y combustible sostenible de aviación. También se estudian usos potenciales en biolubricantes, bioplásticos y otros productos de la industria química de origen renovable.
Una vez extraído el aceite, la harina o torta residual contiene proteínas y podría destinarse a alimentación animal, siempre que su composición y seguridad cumplan los requisitos correspondientes. La biomasa restante también ha sido evaluada como insumo para producir biogás o como material absorbente para instalaciones pecuarias.
Estas aplicaciones forman parte de las proyecciones presentadas en el video y de las líneas de desarrollo del proyecto; no todas representan productos comercializados actualmente ni fueron evaluadas directamente en el artículo de Nature Plants.
John Sedbrook resumió anteriormente el doble objetivo ambiental y económico de la iniciativa:
“Esto no solo ayudaría al medioambiente, sino que también produciría semillas oleaginosas que los agricultores podrían vender”, afirmó el investigador.
A diferencia de producir combustibles mediante la extracción de carbono fósil, el aceite provendría de plantas que capturaron recientemente dióxido de carbono de la atmósfera. Sin embargo, la huella climática final dependerá de todo el sistema productivo, incluyendo fertilización, maquinaria, procesamiento, transporte y cambios en el uso del suelo.