Los investigadores Imtiyaz Khanday y Venkatesan Sundaresan, impulsores de la investigación, en un invernadero de la Universidad de California en Davis (EE.UU.)
Los investigadores Imtiyaz Khanday y Venkatesan Sundaresan, impulsores de la investigación, en un invernadero de la Universidad de California en Davis (EE.UU.) - UC Regents

Crean un tipo de arroz que «se clona» a sí mismo

Un cultivo modificado produce semillas idénticas. Esto le permitiría a los agricultores ahorrar costes y sembrar las semillas de plantas alteradas para ser más resistentes a la sequía o a las plagas, por ejemplo

MADRIDActualizado:

Para los seres vivos, la forma más rápida de reproducirse es sencillamente multiplicarse y generar descendientes idénticos, por medio de la reproducción asexual. Esto es lo que hacen las bacterias, cuando se parten y generan dos descendientes idénticos, u organismos como los hongos, cuando se reproducen por esporas, también idénticas a ellos. La reproducción sexual es más compleja y solo permite pasar a los «hijos» la mitad de los genes de uno, pero tiene la gran ventaja evolutiva de que ayuda a no acumular mutaciones genéticas dañinas. También es toda una fuerza de la naturaleza que escoge a los individuos en función de su capacidad de encontrar pareja y de dejar descendientes (lo que se conoce como selección sexual). A largo plazo, esta capacidad resulta ventajosa para ciertos organismos porque ayuda a introducir versatilidad, diversidad y complejidad.

En todo caso, existen plantas que se benefician tanto de la reproducción sexual como de la asexual. Por ejemplo, hay vegetales que producen semillas después de la fecundación, pero que en otros casos sencillamente se multiplican y crean clones de semillas, a través de un proceso conocido como apomixis. Esto incrementa la capacidad de multiplicación, pero reduce la diversidad genética. ¿Cuál es mejor? Depende de las circunstancias. Por el momento, se sabe que 400 plantas son capaces de hacer la apomixis cuando les interesa (se dice que lo hacen de forma facultativa), pero ninguna especie de las que lo hace tiene interés comercial.

Para el hombre, poder inducir esta apomixis puede ser ventajoso, porque asegura que las plantas de un cultivo determinado son idénticas y que, por tanto, tienen el mismo comportamiento, las mismas fortalezas y las mismas necesidades. Ahora, una investigación que se acaba de publicar en Nature ha informado de que los científicos han dado con la forma de lograr que el arroz se reproduzca a través de una apomixis artificial. Investigadores de la Universidad de California en Davis (EE.UU.), entre otras instituciones, han logrado que estas plantas generen semillas clónicas que podrían facilitar la propagación de cultivos de alto rendimiento o resistentes a enfermedades o a condiciones ambientales adversas, como la sequía o las altas temperaturas.

«Se trata de un objetivo global que podría cambiar la agricultura», ha dicho en un comunicado Venkatesan Sundaresan, líder de la investigación.

La ventaja de los clones

Desde 1920, los agricultores han trabajado con la hibridación, en la que el cruce artificial de variedades permite seleccionar variantes con cualidades más deseables, exacerbando aún más los efectos de la selección humana o domesticación. Pero el inconveniente de la hibridación es que genera semillas muy diversas, que dan lugar a plantas con características diferentes. Por eso, requiere que cada año los agricultores tengan que volver a comprar semillas para no perder las características que les resultan interesantes.

«El uso de híbridos aumenta la producción de los cultivos en un 50 por ciento o más», ha exlicado a ABC Venkatesan Sundaresan. «Pero la progenie de los hibrídos no suele crecer, así que los agricultores tienen que comprar semillas cada año. Esto puede ser caro para muchos cultivos, incluyendo el arroz, de forma que los granjeros más pobres no pueden permitirse los híbridos. Pero si estos producen semillas clonales, su progenie puede crecer con la misma facilidad. De esta forma, los granjeros pobres sembrarán sus propias semillas y la producción global de comida aumentará».

Pero, ¿cómo lograr que los híbridos produzcan semillas clónicas? Imtiyaz Khanday y Venkatesan Sundaresan, ambos investigadores en la Universidad de California en Davis, descubrieron que la modificación de un solo gen es crucial para introducir la apomixis (esa capacidad de producir semillas clónicas) en plantas de arroz. Se trata del gen BBM1, un miembro de la familia de los genes «baby boom», que se caracteriza por su papel fundamental en convertir un zigoto fertilizado en un embrión.

En primer lugar, los científicos recurrieron a la edición genética para modificar las plantas de arroz y bloquear la meiosis, el proceso por el cual se generan diversos gametos (en el hombre los gametos son los óvulos y los espermatozoides), cada uno con distintas dotaciones de genes. Así lograron que los «gametos» se generasen por mitosis, una multiplicación en la que se heredó solo una dotación de genes, en este caso, la de la madre. Después, activaron el gen BBM1 que, de forma natural, solo se expresaría después de la fecundación, para inducir el comienzo de la etapa de embrión.

De esta forma, generaron embriones, la parte nuclear de las semillas, totalmente idénticos entre sí.

Próximos pasos

Hasta el momento, han logrado hacerlo con una eficiencia del 30 por ciento, porque sus plantas producen una mezcla de semillas clónicas y otras no clónicas. «Solo hemos hecho una demostración de concepto. Pero hemos descubierto una ruta que ha sido perseguida durante los últimos 20 años. Y ahora que la hemos descubierto, podemos mejorar su eficiencia», según ha dicho Venkatesan Sundaresan. Además, considera que esta aproximación podría funcionar también en otros cultivos que tuvieran genes equivalentes a BBM1.

También podrían existir algunas desventajas, como la pérdida de biodiversidad. Según ha explicado Sundaresan, «no sería buena idea solo cultivar un tipo de híbrido por todas partes que se reproduce clonalmente». En lugar de eso, considera que la mejor estrategia es tener una colección más diversa de híbridos y cultivarlos en distintas zonas. Para lograrlo, los granjeros tendrían que comprar de vez en cuando nuevos híbridos. Aun así, el ahorro que lograrían sería considerable, según este investigador.