Científicos de Corea y EE UU crean un arroz resistente a la sequía y a la alta salinidad

Los países más pobres se enfrentan simultáneamente al crecimiento de su población, a la escasez de agua y a la progresiva salinización de sus tierras de cultivo, un cóctel que proyecta sobre ellos una creciente amenaza de hambrunas. Los científicos no ven más salida realista a este círculo vicioso que el diseño de plantas de cultivo resistentes a la sequía y al exceso de sal. Investigadores públicos de Corea y Estados Unidos han creado un arroz transgénico que crece muy bien en esas condiciones. Su técnica es exportable a otros cultivos como el trigo y el maíz.

El equipo dirigido por Ray Wu, del Departamento de Biología Molecular de la Universidad de Cornell (Ithaca, EE UU), presentó ayer su arroz transgénico en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (edición electrónica). Han colaborado con científicos de las universidades surcoreanas de Myongji y Seúl.

La clave del nuevo arroz está en un azúcar llamado trehalosa, que confiere resistencia al estrés ambiental (falta de agua, exceso de sal, temperaturas desapacibles) en muchas bacterias, hongos e insectos. A diferencia de estos seres vivos, las plantas contienen muy poca trehalosa, con la significativa excepción de las llamadas "plantas de resurrección", un grupo de hierbas sin interés alimentario que crecen espontáneamente en los terrenos más secos e inhóspitos.

La escasez de agua y el exceso de sal perturban la estructura de las proteínas y los lípidos, dos de los componentes más básicos de cualquier célula viva. La trehalosa estabiliza la estructura de esos componentes, y les permite funcionar en condiciones ambientales adversas.

La trehalosa consiste en la unión de dos moléculas de glucosa. Las bacterias la sintetizan a partir de la glucosa mediante dos reacciones químicas sucesivas, cada una catalizada por una enzima (proteína catalítica). La información para fabricar esas dos enzimas está contenida en dos genes de la bacteria. Wu y su equipo han tomado prestados esos dos genes de Escherichia coli, la bacteria más común de las que viven en el intestino humano. Para simplificar las cosas, han fusionado los dos genes en un sólo gen artificial, y lo han introducido en el arroz basmati, cuya familia da cuenta del 80% de los cultivos de arroz del mundo.

Los resultados son espectaculares incluso a simple vista. Las dos matas de arroz de la fotografía han permanecido sin agua durante dos ciclos de cuatro días, y ello después de desecar casi por completo la tierra en la que crecen. En esas condiciones, el arroz basmati normal (a la derecha) ve frenado su crecimiento casi por completo, y gravemente reducida su actividad metabólica, incluida la fotosíntesis (conversión de la energía solar en productos de interés alimentario). Sin embargo, el arroz transgénico (a la izquierda) es difícil de distinguir de una planta que ha sido regada continuamente.

Las diferencias son similares cuando el arroz normal y el transgénico se someten a un tipo diferente -aunque igualmente realista- de estrés: un suelo excesivamente salino. La planta transgénica sigue creciendo muy bien después de someterla durante cuatro semanas a unas concentraciones de sal muy altas, similares a las que sufren los suelos muy castigados o regados con aguas de mala calidad.

El arroz transgénico también supera al normal cuando ambos crecen a bajas temperaturas, cercanas a los diez grados. Las diferentes facetas del estrés ambiental tienen efectos biológicos similares, y pueden paliarse con la misma estrategia basada en la trehalosa.

Otros científicos ya habían intentado introducir en las plantas genes relacionados con la trehalosa, pero la presencia continua de ese azúcar tuvo entonces consecuencias nefastas para el crecimiento del cultivo. La clave del éxito de Wu es que ha diseñado su gen artificial no para que funcione permanentemente, sino para que sólo se active cuando las condiciones ambientales son adversas.

"La población sigue creciendo, las tierras cultivables se están deteriorando, el agua dulce es cada vez más escasa y todas estas fuentes de estrés amenazan cada vez más la producción agrícola global y la seguridad alimentaria", dijo ayer Wu a Reuters. "Cualquier cosa que podamos hacer para ayudar a las plantas de cultivo a resistir frente a ese estrés aumentará la cantidad y la calidad de la comida en aquellos países que más lo necesitan".