La Unión Europea ha estado promoviendo activamente el cultivo de sorgo como cultivo resistente al clima, aumentando la producción general de sorgo en un 57% durante la última década. Francia, en particular, está a la vanguardia de esta tendencia, con 103.000 hectáreas dedicadas al cultivo de sorgo el año pasado. Mientras tanto, España es un importante importador de sorgo en Europa, principalmente para alimentación animal, pero planea desarrollar el sector alimentario en el futuro.
En una serie de tres estudios recientes, el equipo del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), dirigido por Ana I. Caño-Delgado, ha logrado avances significativos en la comprensión de los mecanismos moleculares y la mejora de la mejora del sorgo, el quinto cereal más cultivado en el mundo, especialmente importante en regiones áridas y semiáridas.
La importancia de este cereal radica en su papel en el futuro de la nutrición humana y animal, proporcionando una alternativa sostenible para las zonas que enfrentan escasez de agua.
El sorgo se reconoce cada vez más como un alimento básico en muchas partes del mundo, incluso fuera de África, donde se ha cultivado durante siglos por sus numerosos beneficios nutricionales y su resistencia a las condiciones climáticas adversas.
En la Unión Europea, el cultivo de sorgo está en aumento y se está promoviendo como alternativa a la rotación de cultivos, especialmente en regiones propensas a la escasez de agua. En 2020 se importaron a España 158.000 toneladas de sorgo, por lo que incrementar su cultivo en el territorio podría reducir la dependencia de las importaciones.
La investigación del CRAG está a la vanguardia del desarrollo de la ciencia del sorgo, centrándose en mejorar aún más su adaptabilidad a las condiciones de estrés y mejorar su manejo en el laboratorio para futuros procesos de mejoramiento.
Durante los últimos 20 años, un grupo de investigación liderado por Ana I. Caño-Delgado se ha dedicado al estudio de este cereal y ha recibido numerosas ayudas, entre ellas las del Consejo Europeo de Investigación (ERC). En los últimos seis meses, el grupo ha publicado tres artículos científicos de gran importancia para el sector.
Descubriendo los secretos genéticos del sorgo
En el primero de estos tres estudios, publicado en el Plant Biotechnology Journal, el equipo de investigación determinó que las mutaciones en la proteína brasinoesteroide de Sorghum bicolor, SbBRI1, confieren tolerancia a la sequía al alterar el metabolismo de los fenilpropanoides. Este descubrimiento destaca un mecanismo molecular para mejorar la tolerancia a la sequía en el sorgo, una característica fundamental para la agricultura resiliente al clima.
A la izquierda está Andrés Rico, primer autor, y a la derecha Ana I. Caño-Delgado, directora de investigación. Foto: CRAG.
El segundo artículo, publicado en The Plant Journal, detalla un avance significativo en la biotecnología del sorgo: un método eficiente para la transformación del sorgo utilizando un sistema de triple vector combinado con morfogenética.
Las herramientas y métodos anteriores no han sido lo suficientemente eficaces para estudiar variedades específicas de sorgo, lo que representa un desafío importante para los científicos y los mejoradores. Este nuevo protocolo aborda esta cuestión permitiendo una transformación altamente eficiente utilizando Agrobacterium tumefaciens y posibilita el uso de nuevas técnicas de mejoramiento como la edición genética para acelerar la mejora de los cultivos.
Esta tecnología representa una herramienta útil para la generación y estudio de mutantes interesantes con muy alta eficiencia de transformación de sorgo recalcitrante (variedades resistentes a la transformación genética), logrando un aumento de dos veces en la eficiencia de transformación.
Juan B. Fontane-Manzaneque, autor principal de ambos estudios, destacó la importancia de estos avances en el mejoramiento del sorgo: «Nuestro objetivo era dotar a la comunidad sorguera no solo de herramientas moleculares avanzadas para acelerar el mejoramiento del sorgo, sino también de algunos de los genes clave necesarios para desarrollar cultivos tolerantes a la sequía».
Un tercer estudio, publicado en la revista New Phytologist, caracteriza el papel de SbBRI1 en el desarrollo de las raíces, particularmente en la región del meristemo, vinculando BRI1 con el metabolismo de la pared celular y demostrando que la proteína SbBRI1 del sorgo desempeña funciones funcionalmente conservadas en el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Región del meristemo de la raíz del sorgo que muestra la división celular. Foto: CRAG.
El desarrollo de las raíces es fundamental para el crecimiento y la salud general de la planta y desempeña un papel en la forma en que la planta responde a los factores estresantes ambientales.
Andrés Rico-Medina, primer autor del estudio, explicó la metodología utilizada: “Adaptamos protocolos de tinción e imágenes utilizados para plantas modelo como Arabidopsis para su uso en estudios de sorgo”.
También señaló: “Esta adaptación cierra la brecha entre los estudios de sequía en laboratorio y los contextos más agronómicos, facilitando así la aplicación práctica de estos avances científicos”.
Potencial socioeconómico del sorgo
El sorgo se considera cada vez más un cultivo importante para la adaptación al cambio climático debido a su tolerancia a las altas temperaturas y la sequía, especialmente en comparación con el maíz, que es el cereal más cultivado en Europa y es muy susceptible al estrés hídrico. Las investigaciones muestran que se espera que la importancia del sorgo en Europa aumente debido al cambio climático.
Además, la expansión del cultivo de sorgo, por ejemplo en España, podría crear nuevas oportunidades económicas para los agricultores al reducir la dependencia de las importaciones y estimular la producción agrícola local. En Cataluña se produjeron más de 100.000 toneladas de sorgo en 2023, más del 90% destinadas a la alimentación animal.
El sorgo es un cereal natural sin gluten, lo que es especialmente importante en la industria alimentaria. Su adaptabilidad y alto valor nutricional lo convierten en un cultivo clave para mejorar la seguridad alimentaria.
La creciente demanda de sorgo para consumo humano, que se prevé que aumente alrededor de un 6% en 2024, destaca su potencial para mejorar la nutrición, especialmente a medida que la investigación conduce a nuevas variedades de sorgo.
Ana I. Caño-Delgado, jefa del equipo, afirmó: «Este estudio representa una oportunidad significativa para que el CRAG cree proyectos de transferencia de tecnología, fomente la colaboración público-privada y muestre el excelente trabajo de nuestros investigadores».
Estos tres logros científicos de los investigadores del CRAG no sólo allanan el camino para un cultivo de sorgo más sostenible y productivo, sino que también marcan un importante paso adelante para abordar los problemas de seguridad alimentaria y nutrición a nivel mundial. Además, estos hallazgos son relevantes para otros cultivos importantes como el maíz, el trigo y el arroz, ya que también contienen vías de señalización de brasinoesteroides. Esto crea una oportunidad para una agricultura climáticamente inteligente con variedades más resilientes y sostenibles.
Fuente y foto: CRAG.
