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Este arroz transgénico florece cuando uno quiere

Investigadores japoneses logran controlar la floración del principal alimento de la humanidad

Las variedades modificadas genéticamente, a la derecha, tuvieron además mayor número de panojas. Takeshi Izawa/Nature Plants. EPV

Investigadores japoneses han logrado controlar la floración del arroz. Tras manipular los genes que intervienen en la formación de las flores, y por tanto del fruto, obtuvieron una variedad que no florecía. Pero, al aplicarle un aerosol usado como fungicida, las flores aparecían entre 40 y 45 días después. Es un arroz transgénico, lo que hace complicado que algún día llegue a ser cultivado, pero controlar el ciclo del principal alimento de la humanidad ya es todo un avance.

Para la mitad de la población mundial, el arroz es mucho más que la base de una paella o un risotto. Para la mayor parte de los asiáticos y buena parte de los africanos del este es la diferencia entre comer y no comer. En muchos países americanos también es un alimento básico. La planta del arroz, Oryza sativa, depende en extremo de las condiciones del entorno. Su desarrollo, floración y rendimiento se ven muy afectados primero por la cantidad de horas de sol y, después, por la humedad, el viento, la temperatura...

El equipo del profesor de la Universidad de Tokio y unos de los mayores expertos en genética del arroz, Takeshi Izawa, ha dado un gran paso para eliminar tanta incertidumbre: Controlando la floración "podemos encontrar el mejor momento para la cosecha para cada variedad en zonas de cultivo sin importar las condiciones climáticas locales y mejorando el rendimiento o la calidad de la cosecha", dice. El grupo de Izawa, que lleva 20 años investigando los mecanismos moleculares que hay tras las flores del arroz, explica cómo ha logrado controlarlos en la revista Nature Plants.

Tras aplicar un fungicida a la planta, el arroz florece a los 45 días

Los investigadores primero manipularon plantas de varias variedades de arroz hasta conseguir que no florecieran. Para ello indujeron una mayor activación (sobreexpresión en la terminología genética) de un gen llamado Ghd7, que bloquea la expresión de los otros genes que intervienen en la floración. Una segunda manipulación en la ruta de la floración les permitió activarla al actuar sobre otro gen clave, el Hd3a, una especie de gen maestro que indica a la planta cuándo florecer. Lograron así una variedad que, de forma invariable y durante los dos años que lo han estudiado, florecía a los alrededor de 45 días de despertar al Hd3a.

Lo más interesante aquí es cómo activan este gen. Hd3a solo expresa proteínas cuando se le rocía una sustancia usada hasta ahora como fungicida, el probenazole. "Sabíamos que este tipo de fungicidas, llamados activadores vegetales, podían inducir la expresión de algunos genes", comenta Izawa. Tras probar con una docena de ellos, identificaron la región del ADN que, al recibir la dosis de fungicida, promovía el inicio de la transcripción del gen Hd3a. "Pensé que podíamos lograr un sistema de inducción funcional nunca probado hasta ahora", añade.

Dos plantas de la variedad transgénica. A la izquierda, una sin florecer. A la derecha, una con flores tras aplicar el agroquímico. Takeshi Izawa
Dos plantas de la variedad transgénica. A la izquierda, una sin florecer. A la derecha, una con flores tras aplicar el agroquímico. Takeshi Izawa

La experta en genética del arroz del Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias, Concha Domingo, cree que "después de la fotosíntesis, controlar la floración es de la mayor importancia y no solo en el arroz, en cualquier planta". La maravilla está, primero, en lograr que el arroz no florezca y, después, que lo haga a voluntad. "El gen Ghd7 es un supresor de la floración", recuerda Domingo. "Luego se van al gen master [Hd3a] y hace que florezca cuando quieren", añade.

El problema de esta investigación es la manipulación genética. "Apenas se puede investigar con arroz transgénico y ni uno solo se cultiva" dice Domingo, que recuerda la polémica que suscitó el proyecto del arroz dorado.  A pesar de su potencial, los experimentos con transgénicos no salen de los laboratorios. "Hoy en día se está aprovechando la variedad natural del arroz, su riqueza genética. Por ahí va la investigación", añade la investigadora española.

Izawa sabe de este rechazo. Por eso, afirma medio en broma: "Podemos desarrollar el mismo sistema usando maíz. El arroz y el maíz tienen mecanismos moleculares similares de regulación temporal de la floración. Podríamos hacerlo crecer en EE UU, que es un gran mercado", dice. Allí, hace años que se puede cultivar maíz transgénico.

A Izawa le queda otra opción que no le obligaría a mudarse a suelo estadounidense: aprovechar las posibilidades que ofrece la técnica de edición genómica CRISPR y las tecnologías de autoclonación. Está casi convencido de que no tendrán que usar genes exógenos de bacterias y animales para que, algún día, los agricultores puedan elegir cuando cosechar su arroz. "Lo lograremos usando solo genes del arroz", dice Izawa.

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