El Programa de Eliminación de CO2 a Escala Planetaria (CRoPS) tiene su sede en el Instituto Salk de Estudios Biológicos, donde los fitomejoradores están desarrollando cultivos que pueden secuestrar carbono.
La autora de Seed World, Christy Cox, detalla el trabajo pionero para crear cultivos climáticamente inteligentes.
“Hace seis años, todos los profesores de biología vegetal del Instituto Salk decidimos que queríamos trabajar en el cambio climático porque pensábamos que era el mayor problema al que nos enfrentamos actualmente. Se sabe que las plantas son excelentes para secuestrar dióxido de carbono del aire a través del proceso de fotosíntesis, y comenzamos a pensar en qué podríamos cambiar en las plantas para que puedan almacenar mejor más de este dióxido de carbono capturado durante más tiempo”, dice. Wolfgang Busch, director ejecutivo de la Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas del Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California.
El equipo del Instituto Salk sabe que con la tecnología genética moderna, pueden cambiar propiedades en las plantas que les permitan cambiar la forma en que almacenan carbono. Eligieron el sistema de raíces porque si aumentaban el contenido de carbono de la raíz, podría transferirse al suelo para su almacenamiento a largo plazo fuera de la atmósfera.
«Con el tiempo, las plantas han acumulado una reserva de carbono en el suelo que es de dos a tres veces el carbono total en la atmósfera», dice Busch.
Las investigaciones han demostrado que el carbono procedente del material de las raíces tiene cinco veces más probabilidades de permanecer en el suelo que el carbono derivado de los brotes o las hojas.
El equipo identificó tres características en las que trabajar:
- Biomasa de raíces. El 40% de la biomasa de raíces secas es carbono. Una mayor biomasa de raíces significa más carbono potencialmente almacenado en el suelo durante más tiempo.
- Profundidad de la raíz. Aumentar la profundidad significa disminuir la actividad microbiana. Los microbios descomponen las materias primas, por lo que cuanto más profundamente depositen las raíces el material en el suelo, más tiempo podrá permanecer allí.
- Composición bioquímica de los sistemas radiculares. Suberin proporciona una barrera protectora a las raíces de las plantas, limitando la difusión de agua y nutrientes desde la raíz al medio ambiente. Dado que a los microbios les resulta muy difícil descomponer la suberina en el suelo, aumentar el contenido de suberina aumentará la estabilidad del carbono del suelo.
Para lograr un impacto significativo en el secuestro de carbono, el equipo necesitaba no solo realizar mejoras en las plantas en estos tres rasgos clave, sino también realizar cambios en las plantas adecuadas.
“Nos quedó claro que para tener un impacto global, debemos crear cultivos con raíces súper carbonosas. Existen sistemas para distribuir y mejorar la genética de semillas a través de obtentores, agronegocios y ONG que ya participan en la modificación de rasgos y en comunicarlo a los agricultores. La escala de la agricultura es tan amplia que centrándose en sólo un pequeño número de especies de plantas utilizadas en la agricultura, se puede tener un impacto enorme en el secuestro y almacenamiento de carbono”, explica Busch.
El equipo se centró en algunos de los cultivos más comunes. En cada cultura, intentaron descubrir los genes asociados y los mecanismos que les permitirían cambiar estos rasgos deseados. También utilizaron una técnica conocida como estudios de asociación genómica. Este método permite medir la profundidad de las raíces, la masa de las raíces y la suberina en muchas variedades de cultivos. Luego, los científicos identifican variantes genéticas en estos cultivos que están asociadas con los rasgos deseados. Hasta la fecha se han desarrollado cientos de líneas de soja, y también se han considerado variedades de arroz, trigo, canola, maíz y sorgo.
Los resultados son prometedores: el equipo descubrió que era posible aumentar la masa de las raíces, aumentar el contenido de suberina y lograr una profundidad de raíces mucho mayor. En última instancia, los rasgos se modificarán mediante ingeniería genética, edición de genes o, en los casos en que ya existan rasgos en variedades de cultivos, mejoramiento genómico avanzado. Las variedades resultantes se conocerán como «las plantas ideales de Salk».
En condiciones controladas, no hay evidencia de que aumentar la capacidad de secuestro de carbono de los cultivos reduzca los rendimientos. Sin embargo, las pruebas de campo serán clave para encontrar el equilibrio óptimo entre las propiedades de secuestro de carbono y el rendimiento en diferentes condiciones de cultivo.
Los investigadores de Salk ya han creado variedades de cultivos mediante la edición genética de los candidatos más prometedores. Quedan importantes estudios de campo para probar si los resultados de laboratorio y de invernadero se mantienen en el campo, así como un muestreo extenso del suelo para determinar la influencia de estos rasgos de las raíces en el almacenamiento de carbono del suelo a lo largo del tiempo. «Este proceso está en curso y se necesitarán varios años más para obtener datos buenos y fiables porque el trabajo de campo siempre lleva varias temporadas», afirma Busch.
«Recientemente formamos una empresa y esa empresa tomará parte de nuestra tecnología y la aplicará a diferentes variedades de estos cultivos para que podamos comenzar a asociarnos con empresas más grandes y ver si ya podemos incorporarla a su línea», añadió.
La empresa también encontrará formas de vincular las características de estas raíces con los mercados de créditos de carbono para garantizar que los agricultores que planten “plantas Salk ideales” y capturen carbono reciban créditos y compensaciones de carbono apropiados.
“Realmente es hora de empezar a pensar en formas de utilizar las plantas para almacenar y secuestrar carbono, ya que la agricultura es el sistema más escalable de la Tierra. Si se tiene la tecnología, se puede tener un impacto global más rápido que si se tuviera que construir fábricas que intentaran absorber dióxido de carbono de la atmósfera”, concluyó Bush.
Fuente: www.seedworld.com Autor: Christy Cox.
