El futuro del arroz en peligro: la solución podría ser la edición genética con CRISPR

El cultivo de arroz en peligro debido al cambio climático

El calor, la sequía y las enfermedades amenazan con reducir enormemente la producción de arroz. Y esto en un momento en que más personas necesitan alimentarse. Pero hay una solución.

Desde hace varios años, los científicos se preocupan por el futuro del arroz. Tal vez no lo diga cuando vea los estantes de los supermercados repletos, pero el grano de arroz está amenazado, y lo está por los caprichos del clima. Es preocupante, ya que el arroz es uno de los cereales más consumidos en el mundo. Además, es una importante fuente de alimento para al menos tres mil millones de personas. Por ello, los investigadores buscan diligentemente soluciones para seguir alimentando todas esas bocas. Y en este sentido, la modificación genética mediante la técnica CRISPR/Cas parece una apuesta arriesgada.

Amenazas que afectan al cultivo de arroz

Actualmente, la producción de arroz se ve amenazada de varias maneras. Por ejemplo, las enfermedades causadas por bacterias, virus, hongos, plagas y malas hierbas son los principales culpables. Por otro lado, el cambio climático también está golpeando duramente al grano de arroz. “La sequía es uno de los principales factores de estrés”, explica el investigador Antonio Costa de Oliveira. “Eso se debe a que el arroz necesita mucha agua. Además, el frío tampoco es bueno. Porque las bajas temperaturas afectan al grano de arroz durante la germinación y/o la floración. Además, vemos que el arroz está amenazado por las inundaciones en Asia, debido a los monzones. Esto aumenta el contenido de hierro en el arroz. Por último, vemos que la salinidad también está aumentando, debido al uso de agua salada para el riego”.

Crecimiento de la población mundial

Son malas noticias para todos esos miles de millones de personas que tienen arroz en su menú todos los días. Además, la población mundial no deja de crecer. Así, los investigadores predicen que el consumo actual de arroz aumentará hasta un 50 % de aquí a 2050, lo que significa una demanda de hasta 1125 millones de toneladas de arroz. Por lo tanto, para seguir satisfaciendo la creciente demanda de alimentos en el futuro, es necesario que las variedades de arroz sean más sostenibles y resistentes. En consecuencia, es necesario desarrollar nuevas líneas que sean resistentes al estrés y generen mayores rendimientos.

Probable solución con tecnología CRISPR/Cas

Mientras tanto, ya se han logrado grandes avances mediante la mejora genética. Se trata de seleccionar plantas específicas con los mejores rasgos hereditarios para crear una nueva variedad a partir de ellas. Pero los investigadores afirman que las herramientas biotecnológicas, como los transgénicos y la edición del genoma, también pueden ayudar a garantizar la futura seguridad alimentaria mundial. En el nuevo estudio, los investigadores estudiaron distintas técnicas de edición genética y sus aplicaciones en la mejora genética del arroz. Y al final, llegaron a la conclusión de que la técnica CRISPR/Cas (abreviatura de clustered regular interspaced short palindromic repeats/Ca) podría ser una posible “salvadora” para los cultivos de arroz amenazados por el cambio climático.

Más sobre la tecnología CRISPR/Cas

CRISPR/Cas es una de las terapias génicas más recientes y prometedoras. Con esta terapia es posible modificar el ADN de las células en sitios muy específicos. Así, se pueden desactivar genes específicos o sustituir fragmentos de ADN no deseados por un fragmento alternativo. La tecnología CRISPR-Cas funciona cortando el ADN en un lugar muy concreto. El funcionamiento de esta tijera se copió de una bacteria que utiliza este método para protegerse del ataque de un virus. Cuando el virus entra en la bacteria, las tijeras bacterianas cortan el ADN viral, haciendo que el virus sea inofensivo. Este sistema de recorte puede introducirse en las células de cualquier organismo, ya sean plantas, animales o seres humanos. Los científicos se han vuelto muy expertos en la técnica y pueden modificar fácilmente las tijeras para cortar el ADN de forma muy selectiva. Para ello, hacen coincidir la “molécula guía”, compuesta de ARN, con el lugar de corte en el ADN. Las posibilidades de CRISPR-Cas son infinitas. Por ejemplo, ahora hay manzanas y setas modificadas genéticamente que ya no se vuelven marrones porque se ha cortado el ADN que codifica el rasgo que las hace marrones. En Estados Unidos, estos productos ya están a la venta.

En concreto, el equipo descubrió que el rendimiento, la tolerancia al estrés biótico y abiótico y la calidad del grano de arroz pueden aumentar considerablemente editando los genes del grano con la técnica CRISPR/Cas. “Además, no deja huella”, explica Costa de Oliveira. “La precisión de esta técnica es tal que no deja ningún otro cambio en el genoma, excepto el gen modificado y mejorado responsable del nuevo rasgo”.

El arroz podría ser más resistente

Por otra parte, los investigadores también han demostrado, ya que los cultivos de arroz pueden hacerse resistentes a ciertas enfermedades mediante la técnica CRISPR/Cas. Xanthomonas oryzaeis, por ejemplo, es un patógeno bacteriano que ataca al arroz en todas partes y hace que las hojas se sequen y se vuelvan marrones. Es una de las enfermedades más dañinas del arroz y es común en campos con mucha humedad. “Usando la técnica CRISPR/Cas, conseguimos eliminar los genes susceptibles y añadir genes resistentes”, explica Costa de Oliveira. “Esto ha dado lugar a variedades de arroz resistentes a este patógeno persistente”.

Asegurar el futuro del arroz

En resumen, retocando los genes del arroz, se pueden desarrollar variedades de arroz mejoradas que sean más resistentes al cambio climático y también generen mayores rendimientos. Sin embargo, la cuestión es hasta qué punto es responsable “trastear” con nuestros alimentos mediante estas técnicas de edición genética. ¿Podría ser contraproducente? “Por supuesto, cualquier cambio tiene que ser evaluado”, subraya Costa de Oliveira cuando se le pregunta. “Hay que demostrar que el único cambio que se produce se limita únicamente al gen diana. Comprobarlo es tarea de las autoridades competentes, que verifican cada evento y comprueban que no queden fragmentos de genes extraños en el genoma. Por cierto, desde la domesticación, el hombre ha modificado los rasgos de los cultivos para hacerlos comestibles y garantizar un aumento de los rendimientos. La diferencia ahora es que esto se puede hacer de forma mucho más precisa con CRISPR/Cas”.

En definitiva, los investigadores demuestran que la tecnología CRISPR/Cas puede utilizarse para asegurar el futuro del arroz y evitar hambrunas inminentes. “Más de la mitad del mundo come arroz”, afirma Costa de Oliveira. “Y cualquier aumento del rendimiento puede paliar el hambre. Además, cada vez es más importante contar con cultivos resistentes. Añadiendo genes que mejoren la capacidad de los cultivos de arroz para hacer frente a los retos a los que se enfrentan, podemos garantizar que la producción de arroz no se desplome. Esto es muy importante si queremos satisfacer la futura demanda de los nueve mil millones de personas que vivirán en el planeta en 2050”.

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