Los experimentos demuestran que los trucos genéticos de la hierba para aumentar su resistencia también sirven para el maíz
La hierba es famosa por su resistencia. Pero la especie Paspalum vaginatum, una especie más conocida como paspalum costero, puede tolerar más que muchas otras. Salinidad, sequía, calor, frío, e incluso 22 jugadores de fútbol esprintando, pateando y deslizándose por ella en la Copa Mundial de 2022, todo ello en medio del clima desértico de Oriente Próximo.
Una variedad comercial de paspalum costero es la que se ha empleado en todos los campos del mundial de Qatar. Allí, ha resistido cada pisada de Messi, Mbappé y Neymar, cada día soleado con temperaturas cercanas a los 30ºC.
Gracias a un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Nebraska-Lincoln, el paspalum costero pronto podrá ayudar a otro objetivo: cosechas que produzcan más alimentos con menos recursos, esto es, menos fertilizantes y agua, que imponen costes a los agricultores, los ecosistemas y el agua potable de consumo humano.
La aplicación mundial de fertilizantes, especialmente de nitrógeno y fósforo, esenciales para el crecimiento de las plantas, se ha disparado desde mediados del siglo XX, en la época en que un Pelé adolescente llevaba a Brasil a su primer título mundial de fútbol. Resulta que el paspalum costero tampoco necesita muchos de esos nutrientes. Eso lo diferencia de algunos de sus parientes sorprendentemente cercanos: el maíz y el sorgo, entre otras gramíneas.
Tras secuenciar el genoma completo de esta hierba superresistente, un equipo de investigación formado por varias instituciones ha descubierto los trucos genéticos que utiliza la planta para sobrevivir. Además, los investigadores consiguieron reproducir esos trucos genéticos en esquejes de maíz, que respondieron creciendo más rápido y más grandes en condiciones de escasez de nutrientes, que otros no modificados.
El experimento surgió de una observación del equipo de investigadores, que se dieron cuenta de que a esta hierba que se encontraba en el Invernadero de Innovación de Nebraska, parecía no importarle que la descuidaran. Hubo un tiempo en el que nadie se acordó de regar la planta de paspalum durante un par de meses, y a pesar de ello estaba perfectamente.
La hierba responde a la falta de nutrientes duplicando su producción de una molécula azucarada llamada trehalosa
El laboratorio de Nebraska también colaboró con el Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía, la Universidad de Georgia y el Instituto HudsonAlpha de Biotecnología en la cartografía del genoma de la especie. Estos avances allanaron el camino para estudiar con más detalle la tolerancia del paspalum.
El análisis de sus genes y de su expresión reveló que la hierba responde a la falta de nutrientes duplicando su producción de una molécula azucarada llamada trehalosa. Aunque el maíz y el sorgo producen naturalmente esa molécula, en estos cultivos no se produjo la adaptación al privarlos de nutrientes.
Los investigadores pensaron entonces aumentar la trehalosa en el maíz aplicándola directamente al cultivo, pero esto resultó ineficaz. En su lugar recurrieron a un antibiótico capaz de inhibir la enzima responsable de degradar la trehalosa. El plan funcionó: la inhibición de la enzima aumentó los niveles de trehalosa en el maíz. A los pocos días, notaron que el cultivo crecía más, independientemente de si estaba privado de nutrientes.
Pero no estaba todo solucionado. Incluso con un excedente de trehalosa, el maíz mutante no prosperaba cuando se le privaba de nitrógeno o fósforo. Los investigadores sospecharon que se debía al proceso de autofagia, por el que las células vegetales reciclan las proteínas dañadas y las vuelven a ensamblar en otras nuevas y funcionales. Con el tiempo, los investigadores desarrollaron un mutante de maíz que carecía de la capacidad de participar en la etapa final de ese reciclaje, lo que abre el camino para el desarrollo de un maíz resistente muy pronto.
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