Intervención genética en plantas para combatir el cambio climático

En el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad, en México, un grupo de investigadores trabaja en dos proyectos que revolucionarán la agricultura: El estudio del hongo Trichoderma que protege a las plantas, y la caracterización del ADN de distintos tipos de aguacates o paltas, para mejorar sus rasgos frente a la sequía y enfermedades.

Entre 2005 y 2015 América Latina y el Caribe registró una pérdida de 22 mil millones de dólares producto de desastres naturales (sequía, inundaciones, temperaturas extremas) y la acción del hombre. Estudios vinculan estos efectos al impacto del llamado cambio climático en las regiones y, según la FAO, los mayores afectados son los agricultores.

Sin embargo, en Irapuato, Guanajuato, el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav) estudia los procesos de regeneración en plantas y de qué forma, analizando el ADN de cultivos, se podría mejorar su capacidad. Uno de sus investigadores, el Dr. Alfredo Herrera Estrella, visitó Chile y compartió sus proyectos con investigadores del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICBM) de la Universidad Autónoma de Chile y científicos de la Universidad Católica:«Compartimos comunidades científicas muy fuertes, pero muy pequeñas», señaló al describir sus esfuerzos por estrechar lazos entre ambos países.

«Yo soy una cosa un poco rara en ese sentido, ya que trabajo en lo que llamamos genómica funcional, pero también estoy enamorado de un hongo con el que trabajo hace muchos años». El Dr. Herrera Estrella se refiere a la Trichoderma y las investigaciones que lleva realizando hace al menos unos 30 años. Existen unas 300 especies de este género, por lo que el investigador estudia solo algunos tipos.

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«Recientemente encontramos la capacidad en este hongo de responder a heridas. Entonces, nos permite tener un modelo microbiano de cómo estudiar o dónde estudiar estos procesos de regeneración y, quizás, descubrir moléculas que puedan ser útiles en la medicina o en la ingeniería de órganos artificiales»

¿Qué característica hace que este hongo sea de tanto interés?
Trichoderma tiene muchas bondades: interactúa con las plantas, se asocia con sus raíces, hace una simbiosis con las plantas. Les permite desarrollarse mejor, hacer una mejor toma de nutrientes del suelo. Tolerar el estrés ambiental -ya sea por otros organismos o simplemente por las condiciones climáticas- pero, además, este organismo puede afectar a hongos que atacan a la planta. Es como su guardia, un guardaespaldas de las plantas.

Una relación que beneficia a ambas partes…
Estos mecanismos de interacción con otras plantas y con otros hongos, es algo que hemos estado estudiando por muchos años. Y cada vez nos sorprende más. Produce algunas sustancias que son de tipo «hormona vegetal», lo cual estimula el crecimiento de la planta -incluso puedes encontrar mayor número de flores o frutos – entonces eso le permite tomar mejor los nutrientes a las plantas. Es un organismo que es capaz de ver. Un hongo que tiene ojos -no literalmente- pero tiene fotorreceptores que le permiten distinguir tipos de luz y reaccionar frente a ella. Lo cual le dice dónde está, en qué época del año está y cómo se debe de comportar.

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«Este organismo puede atacar a hongos que atacan a la planta, entonces es como su guardia, un guardaespaldas de las plantas»

¿Y de qué forma Trichoderma puede ayudar a fortalecer los cultivos?
Es una alternativa muy buena a los agroquímicos que se usan en los cultivos -que sabemos que tienen sus contras como la contaminación, su permanencia en los suelos por mucho tiempo y la exposición del agroquímico- entonces son alternativas muy buenas, naturales, y que pueden ser de bajo costo porque el propio agricultor puede producir hongos con residuos que tenga en el campo.

Por otro lado, recientemente encontramos la capacidad de este hongo para responder a heridas. Entonces, es como un sistema de regeneración -que se parece mucho a los sistemas de regeneración que presentan algunos animales como la salamandra que regenera su cola-  y esto nos permite tener un modelo microbiano de cómo estudiar estos procesos de regeneración y, quizás, descubrir moléculas que puedan ser útiles en la medicina o la ingeniería de órganos artificiales.

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“Lo que pretendemos hacer ahora es caracterizar -a nivel de su ADN- 800 líneas distintas de aguacate”

El Dr. Herrera Estrella explica que en el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad, la genómica funcional es una línea que desarrollan con fuerza. «Siendo un centro que se dedica a la biodiversidad, hemos tratado de hacer ese rescate de las plantas autóctonas mexicanas», dice. Es decir, obtener su información genética y decodificarla a través del análisis de su ADN.

«Un par de grados de cambio en la temperatura implican mucho para las plantas y de las regiones donde se producen estos cultivos», señala el investigador. Por lo que el impacto que pueden generar estos análisis se contrapone con las condiciones adversas generadas por el cambio climático.

Liberar el genoma de las paltas
«El cambio climático implica cambios en la temperatura promedio, lo cual genera cambios en la disponibilidad de agua, en la humedad que vamos a encontrar en ciertas regiones y, entonces, tenemos que encontrar cultivos que sean capaces se sobrevivir con menos agua o con más altas temperaturas», advierte el Dr. Herrera Estrella.

Por ello, decodificar el genoma permite entender la información del organismo, cómo funciona y cómo realizar mejoras. Hablando del caso particular del aguacate (palta), su aceite, empleado en la industria cosmética, y su aporte nutricional lo posicionan como un alimento de relevancia en la región. El llamado «oro verde» en Chile y también en México.

¿De qué forma se busca contribuir con la decodificación del genoma de la palta?
Tenemos caracterizaciones que nos dicen qué tipo de aceites tienen cada una, cuál es el aceite de mejor calidad. En México, hay más de una decena de variedades de aguacates. Lo que pretendemos hacer es caracterizar -a nivel de su ADN- 800 líneas distintas de aguacate. La idea es liberar información que sea muy útil para el mejoramiento del cultivo, para la identificación de nuevas variedades y que, al hacerlo público, otros centros de investigación se puedan apoyar en ella para seguir contribuyendo al desarrollo del cultivo.

Según el Dr. Herrera Estrella, la liberación de datos se debería dar a conocer en un par de meses. A futuro, en términos de genómica vegetal, el equipo se adjudicó un proyecto financiado por la Secretaría de Agricultura, en México, donde la idea es secuenciar los genomas de los 29 cultivos prioritarios para el país. “Y eso debe ocurrir en un término de 5 a 6 años. Este año, estamos comenzando la primera etapa”, señala.