Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/106/14
México, D.F., 27 de marzo de 2014

• El desarrollo de variedades agrícolas con mayor eficiencia de uso de agua, así como variedades con mayor tolerancia a la sequía disminuiría alrededor del 30% de la cantidad de agua que se destina al riego en el campo

El doctor Luis Herrera Estrella en su laboratorio.
Foto: Archivo AMC.
Imagen en alta resolución

En los últimos años, México ha vivido graves periodos de sequías que han provocado pérdidas millonarias en el campo. Tal es la gravedad del problema, que a principios del año pasado, el gobierno federal anunció la creación del Programa Nacional contra la Sequía.

“Es claro que la disponibilidad de agua será uno de los factores limitantes para el desarrollo económico y social, no solo en México, sino en el mundo. Es importante señalar que el 80% del agua dulce que empleamos en el país se destina a la agricultura. Si disminuyéramos un 20% de lo que se consume a nivel agrícola abriríamos la disponibilidad para usos urbanos y para otros usos como los industriales”, dijo Luis Herrera Estrella, del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav).

¿Cómo podemos reducir el consumo de agua en el campo? Una alternativa sería desarrollar variedades agrícolas con mayor eficiencia de uso de agua, así como variedades con mayor tolerancia a la sequía, al menos de los cultivos estratégicos del país, sostuvo el especialista fundador del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad durante su participación en el Primer Encuentro Ciencia y Humanismo Centro, organizado por la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) en Juriquilla, Querétaro.

Se podrían secuenciar –abundó-, a un costo relativamente bajo, muchas variedades de la misma especie de planta para averiguar qué características genéticas les dan tolerancia, o las hacen susceptibles, a la sequía o a otros tipos de estrés ambiental tales como inundaciones y altas temperaturas. A partir de esto, se podrían elaborar esquemas de mejoramiento genético mucho más efectivos que permitieran aprovechar la diversidad genética del país.

Esta es justamente una de las líneas de investigación en la que el también miembro de la AMC, junto con un grupo de colaboradores del Cinvestav, ha trabajado en los últimos años: secuenciar el genoma de ciertas plantas para determinar qué genes responden a estos estímulos ambientales y con cuáles rutas fisiológicas están relacionados.

Así, en el 2009, Herrera Estrella participó en un estudio en que puso en condiciones de sequía y después en condiciones de recuperación a dos variedades de maíz resistentes y a una susceptible a la sequía para ver cómo respondían al estrés ambiental, y luego compararon regiones de sus genomas.

“Lo que encontramos –dijo- fue que uno de los procesos más importantes para las plantas, la fotosíntesis, se ve afectado. Cuando la planta realiza este proceso abre y cierra unos poros llamados estomas que regulan la entrada del gas con el que construye su alimento, el dióxido de carbono, y la salida de oxígeno, el gas de desecho. Al transpirar, la planta deja escapar agua en forma de vapor”.

Las plantas resistentes, al detectar una condición estresante por falta de agua “prenden” genes que dan las órdenes para alentar la fotosíntesis, y con ello, reducir la transpiración y la pérdida del líquido -añadió el investigador. “Entre más tolerante más rápido para la fotosíntesis, si la planta siente que no hay agua detiene su fotosíntesis”.

Luis Herrera comentó que, en un estudio no publicado, introdujeron estos genes que hacen resistentes al maíz a la sequía al genoma de plantas de tomate. Pusieron en condiciones de sequía durante varios días a ejemplares de tomates transgénicos y de tomates normales. Días después regaron de nuevo a las plantas.

Lo que encontraron fue que los tomates sin modificar genéticamente, aún después del periodo de recuperación con agua morían, mientras que los tomates que tenían el gen del maíz volvían a crecer sin ningún problema.

“Esto quiere decir que uno puede probar con las características de una planta y lo podríamos hacer con aquellas de interés alimenticio. Si tenemos este tipo de plantas reduciríamos la cantidad de agua que necesitan para tener una producción óptima. Yo podría hacer crecer estas plantas y que me dieran la misma producción respecto a las ‘normales’, pero utilizando solo el 70% de agua que necesitan las otras; es decir, podríamos ahorrar un 30% del líquido”, sostuvo.

En años más recientes, Herrera Estrella ha participado en estudios similares con Arabidopsis thaliana, una pequeña planta muy utilizada como modelo en biología vegetal y genética. En particular, estos trabajos analizan el papel de ciertas fitohormonas implicadas en las respuestas de la planta a la sequía. Los resultados de dichos estudios se dieron a conocer en dos artículos, uno publicado en el 2013 y otro a principios de este año.

“Nuestros resultados demuestran que las plantas integran múltiples vías de hormona-respuesta para adaptarse al estrés ambiental. Con base en estos resultados, la modulación genética del contenido de esta hormona y la respuesta de la planta podría ser aplicada como un enfoque potencial para reducir el impacto negativo del estrés abiótico en la productividad de los cultivos”, han afirmado los autores en los trabajos referidos.

Legislación complicada

La investigación básica de estos temas es el primer paso hacia la obtención de plantas transgénicas con estas características en el campo, y una vez obtenidas, definir “si lo va a comercializar el Cinvestav; la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, una empresa mexicana o una trasnacional, esto va a depender de muchos factores”, indicó Luis Herrera durante el evento de la AMC.

Uno de los más importantes, agregó, tiene que ver con la parte jurídica: “La legislación para la liberación de productos genéticamente modificados en este país y en el resto del mundo es tan complicada que solo las grandes empresas pueden pagar por el proceso de aprobación. Esto ha llevado a que solo unas cuantas trasnacionales como Monsanto, Dupont o Bayer puedan sacar productos al mercado.

“Podemos desarrollar tecnología aquí en México que aborde los problemas nacionales y que además tienen repercusión mundial, pero hacen falta las condiciones que lo hagan posible”, concluyó.

Alejandra Monsiváis Molina