Investigadores israelíes han utilizado con éxito la tecnología de edición genética para cultivar variedades de tomate que consumen menos agua a medida que crecen sin comprometer el rendimiento.
Esta innovación es una promesa significativa para la agricultura sostenible y la necesidad apremiante de cultivos que puedan prosperar frente al calentamiento global.
Los investigadores, dirigidos por el profesor Shaul Yalovsky y el Dr. Nir Sade de la Universidad de Tel Aviv, se centraron en el desafío planteado por el vínculo entre la «transpiración del agua» y la absorción de dióxido de carbono en las plantas. La transpiración del agua es el proceso de evaporación del agua del tallo, las hojas o las flores de una planta.
Gran parte de esta evaporación tiene lugar a través de aberturas foliares especializadas llamadas estomas. Durante las condiciones de sequía, las plantas responden cerrando sus estomas para reducir la pérdida de agua. Sin embargo, esta acción también disminuye la capacidad de la planta para absorber dióxido de carbono, un elemento clave en su fotosíntesis y producción de azúcar.
Para abordar este problema, los investigadores utilizaron la tecnología de edición genética CRISPR para atacar un gen conocido como ROP9. Al eliminar la ROP9, los investigadores pudieron inducir un cierre parcial de los estomas, particularmente al mediodía, cuando las plantas tienen sus tasas de transpiración más altas. Sin embargo, por la mañana y por la tarde, cuando las tasas de transpiración son más bajas, los estomas permanecen abiertos, lo que permite que las plantas absorban suficiente dióxido de carbono y mantengan la producción de azúcar.
Armados con este conocimiento, los investigadores llevaron a cabo un extenso experimento de campo con cientos de plantas para evaluar el impacto del ROP9 modificado en los cultivos.
Los resultados mostraron que, si bien las plantas modificadas con ROP9 perdieron menos agua durante la transpiración, no hubo efectos adversos sobre la fotosíntesis, la cantidad de cultivos o la calidad, incluido el contenido de azúcar en los frutos.
Además, el estudio condujo al descubrimiento de un mecanismo inesperado para regular la apertura y el cierre de los estomas. Los hallazgos se relacionaron con el nivel de sustancias oxidantes, conocidas como especies reactivas de oxígeno, en los estomas. Este descubrimiento tiene implicaciones prácticas para el desarrollo de los cultivos, dijeron los investigadores.
«Existe una gran similitud entre la ROP9 en los tomates y las proteínas ROP que se encuentran en otras plantas de cultivo como el pimiento morrón, la berenjena y el trigo. Por lo tanto, los descubrimientos detallados en nuestro artículo podrían formar la base para el desarrollo de plantas de cultivo adicionales con una mayor eficiencia en el uso del agua y para una comprensión más profunda de los mecanismos detrás de la apertura y el cierre de los estomas», dijo Sade.
A medida que se intensifica la demanda mundial de cultivos que conservan el agua, los hallazgos podrían allanar el camino para innovaciones similares en otros cultivos alimentarios esenciales, ofreciendo esperanzas de un futuro más resiliente y eficiente en el uso de los recursos en la agricultura, dijeron los investigadores.