El tomate editado genéticamente con CRISPR hace un uso más eficiente del agua. Investigadores israelíes en la Universidad de Tel Aviv lograron exitosamente cultivar estas variedades editadas que obtienen el dióxido de carbono suficiente para la fotosíntesis y controlan la evaporación del agua, sin comprometer su rendimiento, calidad, ni sabor.
Lograr que los cultivos hagan un uso eficiente del agua sin perder rendimiento es una preocupación de agricultores y científicos de cara al cambio climático. Tener este balance a través del sistema de respiración y transpiración de las células es aún más retador porque puede comprometer incluso el crecimiento de las plantas. Sin embargo, científicos israelís lograron identificar un interruptor molecular (ROP9) que ayuda a las plantas de tomate a perder menos agua por evaporación.
Edición genética para regular el uso de agua
El equipo de científicos encontró que la edición sobre una proteína que controla el cierre de los estomas ante situación de sequía permitió que estos solo cerrarán en las horas de mayor calor, evitando la pérdida de agua por evaporación, pero que a su vez se abrieran durante la mañana y en la tarde. Esto permitió el ingreso suficiente de dióxido de carbono para que la planta logrará niveles normales de producción de azúcares fotosintéticos.
Todo este proceso está mediado por los estomas, que son unas estructuras que se encuentran en las hojas y regulan funciones vitales. Al abrirse, los estomas permiten la respiración (ingreso de dióxido de carbono que metabolizan en azúcar durante la fotosíntesis) y al cerrarse evitan la transpiración (pérdida de agua por evaporación). Los estomas pueden abrirse y cerrarse, sirviendo como un mecanismo a través del cual las plantas regulan el ingreso de dióxido de carbono que necesitan para la fotosíntesis, y la pérdida de agua que deben evitar para subsistir.
Dado que las plantas dependen del azúcar generado en la fotosíntesis como fuente de energía vital, una reducción en este proceso afecta adversamente el crecimiento y rendimiento de la planta. En los tomates, por ejemplo, el daño al cultivo se refleja en una disminución en el número de frutas, su peso y la cantidad de azúcar en cada fruta. Las frutas con menor contenido de azúcar son menos sabrosas y menos nutritivas.
Tomate editado que pierde menos agua
Para obtener este tomate, los científicos analizaron la función de la proteína ROP9 que funciona comoun interruptor molecular en la apertura y cierre de los estomas. Para evaluar su impacto en el cultivo, los investigadores llevaron a cabo pruebas de campo con cientos de plantas.
Los resultados revelaron que las plantas editadas genéticamente que carecen de ROP9 pierden menos agua durante el proceso de transpiración, especialmente durante el medio día, que es el momento en el que el déficit de agua es mucho mayor. Lo realmente fascinante es que a pesar de eso no hay efectos adversos en la fotosíntesis, luego el rendimiento del cultivo y la calidad del producto no se ven afectados.
Gracias a esta investigación se identificó un mecanismo nuevo e inesperado para regular la apertura y el cierre de los estomas para favorecer el uso eficiente de agua. Este descubrimiento tiene implicaciones significativas que podrían ser replicadas en otros cultivos de interés. El Dr. Sade, líder del estudio, destacó la similitud de la proteína ROP9 en tomates con aquellas presentes en cultivos como pimentones, berenjenas y trigo, abriendo la puerta a un potencial desarrollo de plantas adicionales con una eficiencia mejorada en el uso del agua.
Es por eso que en un mundo afectado por el calentamiento global y la escasez de agua dulce, la demanda de cultivos agrícolas que consuman menos agua es más urgente que nunca. Este descubrimiento allana el camino hacia una agricultura más sostenible con una producción y disponibilidad de alimentos a nivel mundial.
