Mejorar la capacidad de señalización de azúcares de las plantas de trigo podría generar un aumento de la producción de hasta un 12 %, según investigadores de Rothamsted, la Universidad de Oxford y el Instituto Rosalind Franklin, publicado en la revista Nature Biotechnology.
Esto representa un orden de magnitud mayor que los aumentos de producción anuales que se logran actualmente mediante el mejoramiento genético.
El efecto se logró mediante la aplicación de trehalosa 6-fosfato (T6P), una molécula de preseñalización, a las plantas. La T6P es una molécula de señalización que regula el equivalente vegetal del azúcar en sangre. Es un importante regulador del metabolismo, el crecimiento y el desarrollo, incluyendo la activación de la vía de síntesis del almidón, el carbohidrato alimentario más importante del mundo.
El vínculo se descubrió durante una investigación iniciada en Rothamsted en 2006. Ahora, un estudio de campo de cuatro años de duración en parcelas del CIMMYT (México) y del INTA (Argentina) ha confirmado que la nueva tecnología podría generar importantes mejoras en el rendimiento.
El trigo posee una genética compleja, y abordar los cuellos de botella genéticos en el germoplasma dificulta su mejora mediante el mejoramiento. La aplicación química de T6P actúa como un activador de la biosíntesis de almidón en el grano, que constituye la base del rendimiento del trigo. Esto, a su vez, estimula la fotosíntesis en la hoja bandera, debido a la mayor demanda de componentes básicos de carbono para el llenado del grano.
Los experimentos en entornos controlados parecían prometedores , pero este nuevo estudio demuestra que su aplicación puede dar resultados en condiciones de campo. El T6P no solo aumentó el rendimiento del trigo en cada uno de los cuatro años de los ensayos en Argentina y en un año adicional en el CIMMYT en México, sino que lo hizo independientemente de la precipitación, el principal factor abiótico no controlado que limita el rendimiento de los cultivos a nivel mundial.
Incluso podría ser posible reducir la aplicación de fertilizantes, ya que el tratamiento con T6P activa los genes responsables de la síntesis de aminoácidos y proteínas en el grano, así como la vía de síntesis del almidón. Esto es importante porque un problema importante en las nuevas variedades de trigo de mayor rendimiento es la dilución del contenido proteico, lo que requiere un mayor uso de fertilizantes para mantener la calidad para la elaboración del pan.
«El camino del descubrimiento a la traducción ha tomado 25 años», afirma el Dr. Matthew Paul, de Rothamsted, quien dirigió la investigación junto con el profesor Ben Davis en el Instituto Rosalind Franklin y la Universidad de Oxford. «Estos plazos no son inusuales en la investigación científica de vanguardia sobre plantas, pero esperamos que las nuevas tecnologías, como la IA y las técnicas analíticas más rápidas, puedan acelerar este proceso».
Necesitaremos muchas más innovaciones como esta para crear una agricultura sostenible y resiliente en las próximas décadas. Estoy muy agradecido con mi excelente equipo, compañeros de trabajo y equipos, y por las subvenciones de UKRI-BBSRC que hicieron posible este trabajo. Llegar hasta aquí ha sido un trabajo arduo, pero sumamente gratificante.
Rothamsted y Oxford han creado SugaROx, una empresa derivada, para llevar esta investigación a los agricultores. La Dra. Cara Griffiths, autora principal del artículo de investigación y directora ejecutiva de SugaROx, afirmó: «Es emocionante poder llevar tecnología de vanguardia del laboratorio al campo. Obtener este tipo de impacto suele ser difícil de trasladar al campo, y este trabajo demostró que los nuevos insumos agrícolas son muy prometedores para mejorar el rendimiento y la resiliencia de nuestros sistemas de cultivo, algo especialmente importante en un clima en constante cambio».
«Este trabajo constituye un excelente ejemplo de un caso donde la manipulación selectiva directa de estructuras moleculares clave, en lugar de la genética o la edición génica, dentro de un sistema vivo, supone un punto de inflexión», afirmó el profesor Davis. «Ha sido muy inspirador diseñar y descubrir juntos esta nueva clase de ‘fármaco para plantas’».
Más información: La pulverización de precursor de trehalosa 6-fosfato permeable a la membrana aumenta el rendimiento del trigo en el campo. Nature Biotechnology . www.nature.com/articles/s41587-025-02611-1
