El césped usado en el Mundial de Catar nació en Georgia (EE.UU.) aunque, como su selección ganadora, tiene por origen Argentina y otras llanuras de Sudamérica. En concreto, se trata de una variedad de Paspalum vaginatum patentada, conocida como ‘Platinum TE’. Sus cualidades son extraordinarias: enorme resistencia a la salinidad; apenas requiere agua; las temperaturas le afectan poco. Y, sobre todo, aguanta pisoteos de tacos de acero y torsiones. ¿Y si estas cualidades del céped del Mundial se pudieran trasladar a la agricultura? ¿Podríamos tener un maíz que lo aguante todo?
Un equipo de la Universidad de Nebraska-Lincoln acaba de publica un nuevo estudio sobre césped (como el del Mundial) aplicado a agricultura en Nature Communications que abunda en un fin: conseguir cultivos que produzcan más alimento con menos fertilizante, que reduzca los costes económicos y ambientales.
El Paspalum vaginatum ha sido capaz de aguantar casi un mes de pisadas bajo la sombra del estadio en un contexto de relativo calor; eso sí, no ha llegado a los 40ºC propios del estío catarí y ha sido mimado para que el mercurio en el estadio se haya mecido entre temperaturas razonablemente tolerables. Un informe de Reuters señalaba el pasado febrero cómo se debía bombear aire refrigerado para mantener a la hierba en óptimo estado.
El césped, así utilizado, deja una importante huella de carbono, como señala un informe de la organización Carbon Market Watch. 130 toneladas de plantones o estolones de césped recorriendo más de 10.000 kilómetros para tenerse que regar con agua del desierto es un mal punto de partida. Pero aún así, ha mostrado una resistencia muy notable ante los escasos aportes de abono, a diferencia de sus primos vegetales: el maíz o el sorgo, usados en la agricultura y no en el césped de un Mundial.
Del ‘no sostenible’ césped del Mundial a la agricultura más sostenible
La aplicación global de fertilizantes, especialmente el nitrógeno y el fósforo esenciales para el crecimiento de las plantas, se ha disparado desde mediados del siglo XX. Y en esto, el paspalum tampoco necesita muchos de esos nutrientes.
Después de secuenciar los genes de la hierba del césped, el equipo que ha publicado ahora su investigación, descubrió qué hay tras la particular la técnica de ‘ayuno’ de la planta. Además, los lograron recrear esos trucos del césped de Catar en plántulas de maíz de agricultura experimental, que respondieron creciendo más rápido y más grandes que otras plántulas no modificadas a las que se privó de los nutrientes.
“Finalmente estamos empezando a comprender qué es lo que hace que esta planta sea tan resistente”, ha explicado James Schnable, uno de los autores, en la presentación del estudio desde Nebraska.
La planta que se descuidó en un invernadero de Nebraska tenía la respuesta
La investigación de Schnable empieza cuando se percata de que en el Invernadero del Innovación de la Universidad de Nebraska había unas matas de paspalum aparentemente descuidadas. “Hubo un periodo en el que nadie se acordó de regar la planta durante un par de meses”, explica Schnable. “Sin embargo, la mata estaba completamente bien. De hecho, por lo general crece tan rápido que trataba de invadir las macetas de las plantas vecinas –continúa– y el responsable del invernadero me echa la bonca a mí o a la gente de mi laboratorio para que la bajen o la recorten”.
Guangchao Sun, es uno de esos miembros de su equipo. Este postdoc también se dio cuenta de lo feliz que crecía esa planta. Decidió poner a prueba su resiliencia con un experimento: se trataba de cultivar ese césped similar al de Catar (no el patentando, siquiera) cultivándolo junto con maíz de agricultura y sorgo. Durante varias semanas, se puso a hacerles perrerías a todos los vegetales.
Privó a las plantas de nitrógeno y fósforo, su alimento básico. El paspalum (de una variedad salvaje que suele crecer cerca del mar) siguió “creciendo felizmente”. ¿Había algún gen clave de la resistencia? Schnable se lo contó a sus colegas del Instituto del Genoma del Departamento de Energía (Universidad de Georgia) y el Instituto de Biotecnología HudsonAlpha. Así, pudieron secuenciar a esta especie.
Los análisis de sus genes y su expresión revelaron que la hierba responde a la falta de nutrientes duplicando su producción de una molécula azucarada llamada trehalosa. El maíz y el sorgo producen naturalmente parte de esa molécula, pero el equipo no vio cambios en su producción entre los dos cultivos hambrientos de nutrientes. ¿Por qué el césped responde genéticamente tan bien a la escasez y no las plantas propias de la agricultura?
¿Dar antibióticos al maíz para depender menos del abono?
Si bien el hallazgo sugirió que la trehalosa estaba desempeñando un papel central en la resiliencia de la planta, Sun y el equipo pensaron: ¿ Y si pudiéramos aumentar la trehalosa en el maíz y luego observar los resultados? Le dieron trehalosa directamente al cultivo, como si de un abono de única dosis se tratase. Pero resultó ineficaz.
“Así que lo pensé de la manera opuesta”, dice Sun, quien ahora trabaja como bioinformática en la Clínica Mayo. “Si no puedo suministrar trehalosa a las plantas, ¿qué pasa si detengo su destrucción en esas plantas?”
Recurrió a un antibiótico que puede inhibir la enzima responsable de degradar la trehalosa. El plan funcionó: frenar la enzima aumentó los niveles de trehalosa en el maíz. En cuestión de días, notó que el cultivo crecía más, independientemente de si estaba privado de nutrientes, igual que hace naturalmente el césped. Los resultados fueron tan sorprendentes para Sun que pronto repitió el experimento varias veces. Todas las veces, el maíz respondió de la misma manera.
Pero el equipo tenía motivos para sospechar que la tolerancia también se basaba en la autofagia, lo que Schnable llamó “un programa de reciclaje” en las células vegetales que desarma las proteínas viejas o dañadas y luego las vuelve a ensamblar en otras nuevas y funcionales.
Un maíz mutado para ‘autorreciclarse’ como la planta del césped
Finalmente, los investigadores desarrollaron un mutante de maíz que carecía de la capacidad reciclar eficientemente. Incluso con un excedente de trehalosa, el mutante no prosperó cuando se le privó de nitrógeno o fósforo. O sea, que no es sólo cuestión de darle esta sustancia. Las células tienen que ‘limpiarse’ en medio de este ‘ayuno’.
Sun cree que es sólo cuestión de tiempo antes de que se identifiquen los genes que codifican la trehalosa superior. “Y si pudiera (introducir) esa región del genoma en otras variedades de maíz de élite, por ejemplo, algún maíz que tenga un alto rendimiento pero que sea realmente sensible al estrés nutricional, tal vez ahora obtenga un alto rendimiento y una gran resiliencia”, señala.
Tener una aplicación comercial de estos hallazgos es algo lejano. Y deberá enfrentarse a todos los aspectos regulatorios que, en regiones como la UE, son bastante estrictos con los transgénicos o los editados genéticos. Incluso aunque la mayoría la alimentación del ganado con maíz es transgénica y una parte de los botes de maíz que vemos en el supermercado también lo son.
Por ahora, Sun está contento con el logro del equipo. Haber publicado en una revista de Nature es para él casi como haber ganado la semifinal de un Mundial. Como con el césped, dice, “ha aumentado también mi resiliencia”.
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