por Li Yali, Academia China de Ciencias
Durante milenios, el desarrollo de cultivos resilientes dependió de la polinización natural o humana, lo que hacía que el proceso fuera largo y, a menudo, costoso. Ahora, científicos del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo (IGDB) de la Academia China de Ciencias han reinventado el proceso de polinización mediante el desarrollo de un nuevo sistema que utiliza la edición genética para crear flores que pueden ser polinizadas fácilmente por robots controlados por IA que trabajan las 24 horas.
El sistema, conocido como Edición Genómica con Robots Basados en Inteligencia Artificial (GEAIR), aborda un antiguo obstáculo para la polinización : la reproducción híbrida —que implica la polinización cruzada entre diferentes plantas progenitoras— produce cultivos más productivos y resistentes. Sin embargo, requiere una mano de obra manual lenta y costosa para gestionar la polinización, ya que los estigmas hundidos (órganos femeninos) y las complejas estructuras florales en cultivos clave como el tomate y la soja han obstaculizado la automatización robótica.
Estos hallazgos fueron detallados en la revista Cell el 11 de agosto.
«Las manos humanas pueden navegar por estas flores, pero a un precio muy alto», señaló el profesor Xu Cao, autor correspondiente del estudio.
Solo en China, la polinización manual consume más del 25% de los costos de cultivo de tomates para el mercado fresco. En particular, la emasculación —donde se eliminan las partes masculinas para impedir la autopolinización— consume el 40% de esa mano de obra. Las flores herméticamente selladas de la soja impiden la polinización cruzada natural, lo que obliga a un cultivo manual tan laborioso que los agricultores aún no pueden acceder a un aumento de rendimiento superior al 30% gracias al vigor híbrido.
Inspirándose en la Revolución Verde —cuando los cultivos se rediseñaron para la maquinaria—, el equipo fue pionero en el «codiseño de cultivos y robots» para crear cultivos bien adaptados a la tecnología robótica. En el diseño de cultivos, utilizaron CRISPR-Cas9, una herramienta de edición genética de precisión, para identificar genes MADS-box de clase B, como GLO2 en tomates, que regulan el desarrollo floral.
El resultado son plantas androestériles (lo que elimina la necesidad de emasculación) y con estigmas prominentes, lo que facilita el acceso a los robots. «Le dimos a las flores una transformación para las máquinas», afirmó el profesor Xu.
Para complementar los cultivos recientemente diseñados, el robot personalizado de GEAIR está equipado con visión computacional basada en aprendizaje profundo que identifica flores listas y utiliza un brazo de precisión para depositar polen, igualando la eficiencia humana mientras trabaja las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
Su versatilidad se extiende más allá de la polinización cruzada: puede ayudar a la autopolinización (reemplazando potencialmente a los abejorros en ambientes controlados), recolectar polen e incluso seleccionar plantas estériles o fértiles masculinas al detectar estigmas expuestos, evitando costosas pruebas de ADN.
Al combinarse con la mejora genética (aceleración del crecimiento mediante ciclos de luz prolongados) y la domesticación de novo (incorporación rápida de rasgos silvestres), GEAIR acorta drásticamente los plazos de mejora genética. El equipo lo demostró desarrollando nuevas líneas de tomate con un sabor más intenso y mejor tolerancia al estrés. Este enfoque también funciona en la soja, lo que apunta a amplias aplicaciones agrícolas.
«GEAIR no es solo una herramienta, es un cambio de paradigma», enfatizó el profesor Xu. «Estamos rediseñando los cultivos para impulsar la IA y la robótica, y estas tecnologías están potenciando nuestra capacidad para crear mejores cultivos, más rápido».
El estudio subraya una nueva era en la agricultura: al diseñar conjuntamente plantas y máquinas, los científicos están allanando el camino para un desarrollo de cultivos más rápido, más barato y más sostenible, una necesidad crítica a medida que crece la demanda mundial de sistemas alimentarios resilientes.
Fundamentalmente, la estrategia demostró ser transferible. La edición genética multiplex logró recapitular con éxito el fenotipo androestéril con estigma exertado en la soja, una leguminosa de importancia mundial. Esto indica la posible aplicabilidad de GEAIR en una amplia gama de cultivos importantes, limitados por obstáculos similares en la morfología floral durante el mejoramiento híbrido.
Más información: Yue Xie et al., La ingeniería de la morfología floral de cultivos facilita la robotización de la polinización cruzada y acelera la reproducción, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.07.028
