Una simple mutación en el maíz aumenta su producción y la eficacia de los fertilizantes

Durante los últimos 50 años la aplicación de los fertilizantes a los cultivos, especialmente los nitrogenados, ha hecho que se incremente de forma espectacular la producción agrícola mundial. Pero el impacto de estos fertilizantes químicos en el medio ambiente ha sido devastador. Su aplicación excesiva en los campos ha hecho que la inmensa mayoría de los fertilizantes se perdiera por las aguas subterráneas, los ríos y hasta el mar. Esto ha producido la contaminación de casi todos los hábitats del planeta, la eutrofización de las aguas, desaparición de especies e incluso la contaminación por sustancias cancerígenas del agua potable que consumimos (siendo una potencial causa de múltiples cánceres).

La comunidad científica y agronómica lleva muchos años realizando grandes esfuerzos para reducir el impacto de estos fertilizantes, buscando sustitutos, como fertilizantes biológicos  (como puedes ver en esta entrada anterior del blog) o variedades vegetales que aprovechen mejor los fertilizantes de forma que se tengan que aplicar mucha menor cantidad.

Un muy buen ejemplo de este esfuerzo es el artículo que se acaba de publicar en el último número de la revista científica Plant Biotechnology Journal en el cual describen cómo un grupo de científicos de la empresa Pioneer han conseguido mejorar la producción de una variedad de maíz mediante la mutación de un gen, que hace que se aproveche mucho mejor el nitrógeno, reduciendo así su necesidad de fertilización.

¿Cómo lo han hecho?

Se partió de un estudio en el que intentaban entender la esterilidad masculina del maíz. Realizaron un gran trabajo de secuenciación genética para ver qué genes eran los responsables de esta esterilidad.

Encontraron una variante de un gen de maíz que producía esterilidad en la parte masculina de la planta, llamado Ms44 (la planta de maíz tiene dos tipos de flores separadas, parte masculina que produce el polen, y parte femenina, que una vez polinizada producirá la mazorca). 

En estas imágenes se pueden ver detalles del proyecto, como por ejemplo las flores fértiles y estériles. O una vista al microscopio del tapete con pólen y sin pólen.

Viendo que el gen Ms44 tenía un gran potencial, estudiaron más en profundidad esta variante. Este gen era una variante del gen "normal" que simplemente se diferenciaba del original en un aminoácido (concretamente donde había una Alanina se localizaba una Treonina). Este cambio del aminoácido provocaba que una proteína de transferencia de lípidos de células del tapete (responsable de la producción del polen) dejara de funcionar, es decir, no produjera granos de polen funcionales.

Esta mutación, al no producir polen, dejaba de desviar recursos a la parte masculina, concentrándose en la parte femenina, los granos, por lo que se observó que las plantas con esta mutación producía un 9.6% más de granos, y en condiciones de reducción de fertilización de Nitrógeno aumentaba entre un 4 y un 8.5%.

La pregunta obvia sería: ¿y cómo voy a reproducir la planta para tener más semillas si los granos producidos no son fértiles? Este problema lo solucionaron diseñando una tecnología mediante Micro RNA artificiales que silencia este gen en las plantas que se usan para reproducción, por lo que así las semillas serían viables. A esta construcción le hicieron que tuviera un color rojo, por lo que el mantenedor de la línea simplemente debería sembrar los granos de color rojo, mientras que los granos amarillos no contendrían la construcción transgénica.

Conclusiones

Esta tecnología Ms44 tiene tres ventajas fundamentales:

1-Tiene casi un 10% de producción mayor.

2-Frente a otras tecnologías de esterilidad, esta mutación es estable en el tiempo y no hace falta aplicarle químicos que afecten el medio ambiente.

3-No es un transgénico, sino un mutante natural. Aunque para mantener la línea sí que hace falta una tecnología transgénica, al consumidor final no le llegaría un producto transgénico. 

Por lo tanto, este artículo ofrece una nueva forma de incrementar la producción del maíz reduciendo los costes económicos y medioambientales de la explotación agrícola, sin darle excusas a los anti-transgénicos de ponerle trabas a esta nueva tecnología. ¿Y ustedes qué opinan?

El artículo completo se puede leer en este link.

Por cierto, para evitar cualquier suspicacia quiero destacar que el escritor de este blog no tiene ninguna relación con la empresa que ha realizado el artículo.