El nuevo maíz modificado genéticamente produce hasta un 10% más que otros tipos similares
Los partidarios de la ingeniería genética llevan tiempo prometiendo que ayudará a satisfacer la creciente demanda mundial de alimentos. Pero a pesar de la creación de muchos cultivos modificados genéticamente (MG) resistentes a las plagas y los herbicidas, los científicos no han tenido mucho éxito a la hora de impulsar el crecimiento de los cultivos. Ahora, los investigadores han demostrado por primera vez que pueden aumentar de forma fiable el rendimiento del maíz hasta un 10% cambiando un gen que aumenta el crecimiento de la planta, independientemente de si las condiciones de cultivo son malas o óptimas.
«Es increíble», dice Kan Wang, un biólogo molecular de la Universidad Estatal de Iowa en Ames que no participó en el nuevo estudio. Además de aumentar las cosechas de maíz, dice, las nuevas modificaciones deberían inspirar a otros investigadores en la búsqueda de mayores rendimientos de otros cultivos.
Los cultivos transgénicos más plantados del mundo, como la soja, el maíz y el algodón, se crearon con unos pocos ajustes genéticos relativamente sencillos. Por ejemplo, al añadir un único gen de una bacteria a ciertas variedades de cultivos, los científicos les dieron la capacidad de producir una proteína que mata a muchos tipos de insectos. Otra sencilla manipulación genética da lugar a cultivos que soportan el glifosato u otros herbicidas; una de las ventajas es que los agricultores pueden matar las malas hierbas sin erosionar el suelo. Otra protege los cultivos durante la sequía. Pero ha sido mucho más difícil conseguir plantas que también produzcan más grano en buenas condiciones, debido a la compleja genética que interviene en el crecimiento de las plantas.
A partir del año 2000, aproximadamente, empresas de todo el mundo empezaron a buscar en serio genes individuales que pudieran aumentar el rendimiento. Sólo unos pocos genes identificados se han mostrado prometedores, y muchas empresas han reducido o dejado de buscar genes relacionados con el rendimiento de los cultivos, debido a la baja tasa de éxito.
Pero los investigadores de Corteva Agriscience, una empresa química y de semillas con sede en Wilmington, Delaware, decidieron buscar genes que funcionan como interruptores maestros para el crecimiento y el rendimiento. Eligieron los genes MADS-box, un grupo común en muchas plantas, antes de decidirse por uno (zmm28) para alterarlo en las plantas de maíz. El reto de trabajar con genes que regulan el desarrollo es asegurarse de que se activan en la cantidad correcta, en el momento adecuado y en el tipo correcto de tejidos. «Es terriblemente fácil obtener plantas desordenadas» si los genes son demasiado activos, dice Jeff Habben, un fisiólogo de plantas en Corteva que ayudó a dirigir la investigación.
El grupo se propuso fusionar zmm28 con un nuevo promotor, un tramo de ADN que controla cuándo se activa el gen. Después de probar una docena, encontraron uno que funcionaba de forma fiable. Normalmente, zmm28 se activa cuando las plantas de maíz empiezan a florecer. El promotor añadido activó el zmm28 antes de lo que ocurre de forma natural y también siguió potenciando los efectos beneficiosos del gen después de la floración. «Si haces que el gen trabaje más y durante más tiempo, puedes hacer que la planta rinda más», afirma Wang.
Los investigadores probaron el rendimiento del gen mejorado en 48 tipos comerciales de maíz, conocidos como híbridos, que se utilizan habitualmente para alimentar al ganado. En las pruebas de campo realizadas en las regiones productoras de maíz de Estados Unidos entre 2014 y 2017, descubrieron que los híbridos transgénicos solían producir entre un 3% y un 5% más de grano que las plantas de control. Algunos rindieron entre un 8% y un 10% más, informa el equipo esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. El beneficio se mantuvo independientemente de lo buenas o malas que fueran las condiciones de cultivo. «Se trata de uno de los mejores ejemplos en los que el rendimiento de los cultivos transgénicos funciona de forma convincente en un entorno de campo», afirma Matthew Paul, científico de cultivos de Rothamsted Research en Harpenden (Reino Unido). En primer lugar, las plantas modificadas tienen hojas ligeramente más grandes, que son entre un 8% y un 9% mejores a la hora de convertir la luz solar en azúcares. «Este aumento es realmente importante», dice Jingrui Wu, fisiólogo de plantas en Corteva, porque la fotosíntesis ha sido difícil de mejorar con la ingeniería genética. Las plantas también son entre un 16% y un 18% más eficientes a la hora de utilizar el nitrógeno, un nutriente clave del suelo -otro rasgo que ha sido difícil de manipular para los fitomejoradores debido a la complejidad genética.
«Esto parece muy prometedor desde el punto de vista comercial», dice Dirk Inzé, biólogo molecular de VIB, un instituto de investigación en Flandes, Bélgica. Corteva ya ha solicitado al Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) la aprobación de nuevos híbridos de mayor rendimiento. (Aunque el zmm28 y su promotor se dan de forma natural en el maíz, se emparejaron mediante una técnica que el USDA regula como biotecnología.)
Habben estima que se tardará entre 6 y 10 años en conseguir la aprobación formal en países de todo el mundo. Hay una «buena posibilidad» de que los genes reguladores relacionados puedan aumentar el rendimiento en otros cereales, dice Inzé. La demostración de campo a gran escala en el maíz «refuerza nuestra creencia de que el rendimiento intrínseco puede mejorarse si lo hacemos de forma inteligente», afirma Wang. «Esto sí que servirá de inspiración a la gente».