La Revolución Verde de 1950-1970 impulsó el florecimiento de la agricultura en todo el mundo. Los avances tecnológicos permitieron a los agricultores aumentar su producción, mejorando la forma en que regaban y fertilizaban sus cultivos.
por Katie Peikes, Universidad de Delaware
Los avances tecnológicos, en particular el uso de fertilizantes químicos, allanaron el camino para plantas más altas, suelos más ricos y mayores rendimientos de los cultivos. Todas estas características se conocen como características «aéreas».
Pero Harsh Bais, profesor de biología vegetal en la Universidad de Delaware, que fue nombrado Embajador de Innovación a principios de este año, dijo que las características «subterráneas» de las plantas, como su densidad de nutrientes, se han pasado por alto durante mucho tiempo.
«En cuanto a la seguridad alimentaria , enfrentaremos desafíos significativos para 2050, cuando la población mundial se duplique», afirmó Bais. «Incentivamos a nuestros agricultores para que rindan sus cultivos; no los incentivamos para que cultiven cultivos ricos en nutrientes. Cultivar plantas ricas en nutrientes permitirá que la población se alimente mejor y evitará posibles deficiencias nutricionales».
El problema, dijo Bais, es que la mayoría de los cultivos básicos, como el maíz y la soja, no se cultivan de una manera que aumente su cantidad de nutrientes.
«Debemos cuidar los nutrientes porque nos alimentamos de plantas», dijo Bais. «En la actualidad, la mayoría de nuestros cultivos estables se producen en masa y no se cultivan para obtener un alto contenido de nutrientes».
Los nutrientes ayudan a nutrir el cuerpo humano, manteniéndolo sano. Las personas necesitan aminoácidos ricos en nutrientes para que sus cuerpos produzcan proteínas.
En una nueva investigación publicada en la revista Frontiers in Microbiology , Bais y un equipo de investigadores de la Universidad de Delaware, el Centro de Investigación del Agua Stroud y el Instituto Rodale investigaron cómo una bacteria que se encuentra naturalmente en el suelo y que es beneficiosa para la salud humana puede mejorar los niveles del aminoácido y antioxidante ergotioneína en el trigo de primavera.
Los hallazgos ofrecen información para mejorar el valor nutricional de los cultivos en el futuro.
Los investigadores cultivaron trigo de primavera, uno de los cereales más consumidos , en un laboratorio. Tras dejar que las semillas germinaran y crecieran durante siete días, añadieron una cepa de la bacteria Streptomyces coelicolor M145 a las raíces del trigo de primavera.
Tras combinar las bacterias con la planta, separaron las hojas y las raíces. Luego, extrajeron el aminoácido ergotioneína de las muestras para determinar la cantidad de proteína presente en las raíces y los brotes.
Descubrieron que 10 días después de haber añadido S. coelicolor a las raíces del trigo de primavera, la bacteria pudo habitar las raíces y los brotes del trigo de primavera, produciendo ergotioneína, eludiendo los mecanismos de defensa innatos de la planta y fortificando el trigo de primavera.
«Es inusual», dijo Bais. «A menos que haya una ventaja mutua para la planta o el microbio».
Los hallazgos sugieren que se podría utilizar un enfoque alternativo de fitomejoramiento para asociar plantas con microbios benignos y así aumentar el contenido proteico en cultivos básicos. Todos nuestros cultivos de cereales son muy bajos en proteínas. Piense en el arroz y los cereales para el desayuno, alimentos comunes que consumimos, derivados de estos cultivos.
«Este enfoque de aprovechar la asociación natural de microbios con plantas puede facilitar el fortalecimiento de nuestros cultivos básicos y mejorar la seguridad nutricional mundial», afirmó Bais.
Bais afirmó que cree que el uso de microbios para transportar nutrientes depende de su relación con las raíces de las plantas. Continúa trabajando para catalizar la colonización de las raíces de las plantas por microbios beneficiosos.
«Establecer una asociación con los tipos adecuados de microbios o consorcios microbianos para las plantas representa un método de ingeniería de la rizosfera (la región del suelo cerca de las raíces de las plantas) para fomentar un entorno más favorable para las asociaciones microbianas que estimulan las características de crecimiento de las plantas o mejoran la disponibilidad de nutrientes, que es el camino a seguir», dijo Bais.
Los científicos han mostrado un mayor interés en las bacterias del suelo como solución a los problemas de desnutrición y deficiencias de nutrientes. Alex Pipinos, autor principal y graduado de la UD de 2025 con una maestría en microbiología, afirmó que el cambio climático es un factor que disminuye el contenido proteico de las plantas.
«En esencia, los cultivos están perdiendo densidad nutricional», dijo Pipinos. «Cuantos más nutrientes tengan los cultivos, más saludables serán los seres humanos».
Pipinos señala una estrecha relación entre los microbios del suelo, la salud de las plantas y la salud humana. Añadió que la ergotioneína ya ha demostrado reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares. También se ha demostrado que combate el deterioro cognitivo, con una estrecha relación con el envejecimiento cognitivo saludable.
«Al mejorar la ergotioneína en las plantas, podemos mejorar la salud humana», dijo Pipinos.
Pero se requerirán esfuerzos para mejorar la salud humana. Andrew Smith, uno de los coautores del artículo y director científico del Instituto Rodale, la fundación principal que recibe la subvención de la Fundación para la Investigación en Alimentación y Agricultura, afirmó que la salud del suelo es clave. Y eso significa que los agricultores pueden desempeñar un papel fundamental.
«Si compuestos como la ergotioneína son tan importantes, ¿cómo podemos cultivar de forma que se obtengan mayores cantidades de estos fitonutrientes?», preguntó Smith. «Este es solo el comienzo de la investigación básica que podría dar lugar a aplicaciones más prácticas en la agricultura y la alimentación».
De hecho, es solo el comienzo. Harsh Bais, de la UD, afirmó que el siguiente paso es realizar el estudio en condiciones de estrés, como altas temperaturas y sequía, sobre el terreno.
«Queremos descubrir los porqués y los cómos», dijo Bais. «¿Por qué la ergotioneína fortifica las plantas? ¿Cómo penetra en ellas? ¿Cómo elude los 10.000 niveles de defensa de una planta? ¿Y cómo ayuda a las plantas en diferentes condiciones de estrés?»
Más información: Alexandra Pipinos et al., La asociación entre Streptomyces coelicolor y plantas facilita la captación de ergotioneína en Triticum aestivum, Frontiers in Microbiology (2025). DOI: 10.3389/fmicb.2025.1637050
