Investigadores de Rothamsted Research, la Universidad de Oxford y el Rosalind Franklin Institute del Reino Unido publicaron resultados importantes en Nature Biotechnology, indicando que mejorar la capacidad de señalización de azúcar en plantas de trigo puede aumentar el rendimiento de trigo hasta un 12%, un incremento que es una magnitud mayor que el aumento anual de rendimiento logrado actualmente mediante mejoramiento.

Este logro se debe a la aplicación de trehalosa-6-fosfato (T6P), una molécula precursora de señal, en plantas. El T6P es una molécula señal clave que regula la sustancia equivalente a la “glucosa en sangre” en las plantas, siendo un regulador principal del metabolismo, el crecimiento y el desarrollo, y capaz de activar la vía de síntesis de almidón —el carbohidrato alimenticio más importante del mundo. Esta conexión fue descubierta por primera vez en estudios iniciados en Rothamsted en 2006.

Actualmente, se realizaron estudios de campo de cuatro años en campos del CIMMYT en México y el INTA en Argentina, confirmando que esta nueva tecnología puede aumentar sustancialmente el rendimiento de trigo. La genética del trigo es compleja, y mejorar cuellos de botella genéticos en recursos germoplasma mediante mejoramiento es difícil. La aplicación química de T6P puede actuar como un interruptor para la biosíntesis de almidón en granos de trigo, que es la base del rendimiento de trigo, y al mismo tiempo estimular la fotosíntesis en la hoja bandera, ya que el llenado de granos aumenta la demanda de bloques de construcción de carbono.

Aunque experimentos previos en entornos controlados mostraban perspectivas prometedoras, esta nueva investigación demuestra que la aplicación es igualmente efectiva en condiciones de campo. El T6P no solo aumentó el rendimiento de trigo en pruebas de cuatro años en Argentina y un año adicional en CIMMYT de México, sino que su efecto en el aumento de rendimiento no se ve afectado por las precipitaciones. Las precipitaciones son el principal factor no biótico que limita el rendimiento de cultivos globales, lo que significa que esta tecnología tiene mayor estabilidad y adaptabilidad.

Además, dado que el tratamiento con T6P puede activar genes de síntesis de aminoácidos y proteínas en granos, así como vías de síntesis de almidón, incluso podría reducir la cantidad de fertilizantes aplicados. Las nuevas variedades de trigo de alto rendimiento a menudo enfrentan el problema de dilución de contenido proteico, requiriendo más fertilizantes para mantener la calidad del pan, y este hallazgo proporciona una nueva idea para resolver este problema.

“Del descubrimiento a la comercialización, este camino tomó 25 años”, reflexionó el Dr. Matthew Paul de Rothamsted Research, quien codirigió el estudio con el profesor Ben Davis del Rosalind Franklin Institute y la Universidad de Oxford. Agregó que, aunque tal marco temporal no es raro en la investigación de “plantas de cielo azul”, espera que nuevas tecnologías como la inteligencia artificial y análisis más rápidos aceleren este proceso.

Frente a la necesidad de crear una agricultura sostenible y resiliente en las próximas décadas, se requieren más innovaciones similares. Rothamsted y la Universidad de Oxford han establecido una empresa derivada, SugaROx, para llevar este resultado de investigación a los agricultores. La Dra. Kara Griffiths, autora principal del artículo y CEO de SugaROx, indicó que llevar tecnología de vanguardia del laboratorio al campo es emocionante, y este estudio demuestra el enorme potencial de nuevos insumos para cultivos en mejorar el rendimiento y la resistencia, especialmente en condiciones climáticas cambiantes.

El profesor Davis también señaló que este estudio proporciona un caso excelente que demuestra cómo manipular selectivamente estructuras moleculares clave dentro de sistemas biológicos, en lugar de mediante genética o edición genética, puede traer cambios masivos, y diseñar y descubrir conjuntamente estos nuevos “fármacos vegetales” es emocionante.