La ciencia es rotunda: la falta de agua, ya sea por ausencia de lluvia, sequía o un riego deficiente, es un factor de estrés que afecta negativamente al crecimiento, desarrollo y rendimiento de las plantas.
Este fenómeno exacerbado por el cambio climático afecta por su parte a la producción agrícola y la calidad de las cosechas en todo el mundo.
A su vez, el estrés hídrico hace referencia a la situación que se da cuando la demanda de agua es más alta que la cantidad disponible. De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) un estrés hídrico elevado puede tener consecuencias devastadoras para el medio ambiente y dificultar (e incluso revertir) el desarrollo socioeconómico.
De acuerdo con el World Resources Institute 17 países de todo el mundo (hogar de una cuarta parte de la población mundial) se enfrentan a niveles muy altos de estrés hídrico. En ellos actividades humanas como la agricultura contribuyen a consumir más de 80% del suministro disponible cada año. Entre los países con mayor estrés hídrico están Catar, Arabia Saudita e India.
Sin embargo, el estrés hídrico va más allá de estos 17 países: otras naciones del mundo tienen garantizadas sus reservas de agua a nivel nacional, pero cuentan con zonas en situación de estrés. Entre ellas, la FAO destaca a Chile, Perú, China, Estados Unidos y México.
Precisamente, esta urgente realidad no es ajena a científicas como la doctora Lucina Romero, quien efectúa investigaciones avanzadas que abren la puerta al desarrollo de frutos más resistentes a condiciones adversas a través de la modificación genética.
Luego de un episodio de estrés hídrico muy intenso algunas plantas quedan afectadas y muestran menos vigor, mayor sensibilidad ante plagas y dificultades para continuar con su crecimiento. Es decir, menor capacidad para hacer frente a cualquier problema que pueda surgir.
Poliploidización
Doctora en Ciencias de la Agricultura por la Pontificia Universidad Católica de Chile, tras regresar a México, Romero identificó en Sinaloa la necesidad de fortalecer la producción frutícola debido a que a pesar de que granos, leguminosas y hortalizas han sido trabajadas durante largo tiempo, enfrentan problemáticas de comercialización y cultivo. Frente a este dilema la experta previó instrumentar modificaciones genéticas para reforzar las líneas de producción ya establecidas y así crear segundas oportunidades a los productores agrícolas (de Sinaloa y del país) y a sus productos.
En la búsqueda por crear organismos más resistentes, Romero considera como alternativa la poliploidización de frutos —específicamente de arándanos, naranjas y mandarinas, los cuales fueron el impulso y base para iniciar su investigación—, ya que este proceso implica la duplicación del genoma completo, un proceso que da lugar a organismos con el doble de cromosomas.
“Un organismo poliploide es al que se le incrementa su dotación cromosómica. Al aumentar las plantas 4x, 5x o 6x la ploidía, esa elevación las hace más robustas, como si generaran una versión Hulk; al tener un mayor contenido o dotación cromosómica se vuelven más fuertes para enfrentar el estrés biótico y el abiótico”, explica la especialista.
Estas modificaciones impactan en la densidad y número de los estomas, el tamaño de las hojas y de los frutos, el aumento de resistencias al estrés hídrico, así como el ataque de patógenos.
La joven doctora dice que los estomas son unos orificios que se encuentran en el envés o el reverso de las hojas y por medio de estas estructuras constituidas por dos células de guarda es por donde todas las plantas pierden 98% del agua absorbida durante el día, por el proceso que se conoce como transpiración.
Esto último es importante porque las plantas modificadas tienen una menor densidad de estomas en el fuste o tallo y en sus hojas; la cantidad de agua que pierden durante el día es menor; y por ello su demanda hídrica también desciende, lo que hace que puedan tolerar un riego deficitario y sobrevivir con una menor cantidad de agua.
También la investigadora observó cómo de manera natural la radiación o las altas temperaturas producen en las plantas duplicaciones de los materiales genéticos. Por ello decidió utilizar a nivel de laboratorio agentes químicos que inducen igualmente estas fallas en el proceso de mitosis, en la división celular, y que terminan por generar plantas que tienen duplicado o incrementado su material genético.
Con estos hallazgos inició el proceso de modificación con arándanos, naranjas y mandarinas, el cual implica establecer bancos de germoplasmas in vitro, luego pequeñas microvaretas, así como semillas, que son expuestas a agentes inhibidores de la mitosis, por ejemplo, colchicina u orizalina, con la finalidad de entorpecer o inhibir el proceso.
A la postre se constituyen los protocolos de organogénesis para generar nuevos brotes a partir de semillas o microestacas tratadas en condiciones in vitro. Con este procedimiento se generan nuevos brotes y luego plantas completas. Una vez que se tiene desarrollado su sistema radicular son trasladadas al proceso de aclimatación en sustrato y después se realizan los análisis bioquímicos, fisiológicos y genéticos para confirmar si se ha obtenido un fruto más resiliente.
Sobre su investigación y los resultados obtenidos la estudiosa politécnica pondera su determinación para hacer algo diferente, innovador y que fuera útil en el camino de obtener frutos genéticamente transformados con más tolerancia al estrés hídrico, mayor contenido nutricional y resistentes a las condiciones climáticas que hay en Sinaloa.
Sin duda, la mejora genética, la innovadora búsqueda de la doctora Romero, se puede ubicar como una de las estrategias más eficientes de las que disponemos para enfrentar los desafíos de sequía, salinidad, plagas y enfermedades, agotamiento de los suelos, altas o bajas temperaturas.
Además, es una solución que consiste en equipar nuestros cultivos con mecanismos genéticos propios que los defiendan de las nuevas amenazas sin necesidad del uso de agentes externos.
También prueba que el modelo de desarrollo agrobiotecnológico del futuro depende en gran parte de las nuevas tecnologías de mejora vegetal.
Plantas renovadas, negocio redituable
De pensarse: en México se pagan alrededor de 0.3 a 0.7 dólares por utilizar una planta mejorada genéticamente al productor extranjero. Chile y Estados Unidos son los principales mejoradores genéticos de este tipo de frutas en el mundo y tienen un ingreso importante por el desarrollo de este tipo de planta. De acuerdo con los expertos México tiene todas las condiciones climáticas para desarrollar sus propias variedades y convertirse en un productor relevante de plantas renovadas por la vía genética. ¿Qué esperamos?