El cultivo de arroz es responsable de alrededor del 12% de las emisiones mundiales de metano, y se espera que estas emisiones aumenten con el calentamiento global y a medida que la población humana continúa creciendo.
por Cell Press
Ahora, los científicos han identificado compuestos químicos liberados por las raíces del arroz que determinan la cantidad de metano que emiten las plantas. El 3 de febrero, en Molecular Plant , informaron que esta información les permitió crear una nueva variedad de arroz que emite hasta un 70% menos de metano.
«Este estudio demuestra que es posible tener un bajo nivel de metano y aun así obtener un arroz con un alto rendimiento «, afirma la autora principal Anna Schnürer, microbióloga de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas. «Y se puede lograr utilizando métodos de cultivo tradicionales, sin OGM, si se sabe lo que se busca».
El metano que emiten los arrozales es producido por microbios que descomponen los compuestos orgánicos liberados por las raíces de las plantas de arroz. El arroz y otras plantas liberan estos compuestos, conocidos como «exudados de las raíces», para alimentar a los microbios del suelo, que a su vez ayudan al crecimiento de las plantas al liberar nutrientes que estas pueden absorber.
Aunque desde hace tiempo se sabe que los microbios del suelo y los exudados de las raíces están involucrados en las emisiones de metano, no estaba claro qué compuestos químicos en los exudados de las raíces eran los responsables.
Para identificar qué compuestos del exudado de la raíz se convierten en metano, los investigadores compararon los exudados de la raíz de dos variedades de arroz diferentes: SUSIBA2, una variedad transgénica con bajas emisiones de metano, y Nipponbare, un cultivar no transgénico con emisiones promedio de metano.
Descubrieron que las raíces de SUSIBA2 producían significativamente menos fumarato y observaron una correlación entre la cantidad de fumarato secretado y la abundancia de arqueas liberadoras de metano o «metanógenos» en el suelo circundante.
Para confirmar el papel del fumarato, los investigadores añadieron fumarato al suelo de las plantas de arroz cultivadas en contenedores, lo que provocó un aumento de las emisiones de metano. También demostraron que la aplicación de oxantel, una sustancia química que inhibe la descomposición enzimática del fumarato, redujo eficazmente las emisiones de metano.
Sin embargo, como las plantas SUSIBA2 todavía producían menos metano que las plantas Nipponbare, los investigadores se dieron cuenta de que el fumarato no es la única pieza del rompecabezas.
«Fue casi como un acertijo», dice Schnürer. «Nos dimos cuenta de que el suelo en sí contenía algo que reducía las emisiones de metano, así que empezamos a pensar que debía haber algún tipo de inhibidor que también estuviera causando la diferencia entre las variedades».
Cuando volvieron a analizar los exudados de las raíces, el equipo observó que las plantas SUSIBA2 también liberaban significativamente más etanol. La adición de etanol al suelo que rodea las plantas de arroz redujo las emisiones de metano.
A continuación, el equipo investigó si era posible utilizar métodos tradicionales de cultivo para producir arroz con bajas emisiones de metano y de alto rendimiento. Para ello, cruzaron una variedad de arroz de alto rendimiento o «élite» con una variedad previamente identificada con bajas emisiones de metano (el cultivar Heijing) cuyo exudado de la raíz tenía un bajo contenido de fumarato y un alto contenido de etanol.
Las plantas de arroz de este cruce liberaron consistentemente exudados de raíces con perfiles bajos de fumarato y altos de etanol (LFHE). Cuando los investigadores cultivaron estas variedades de arroz LFHE en varios sitios de campo en toda China, demostraron que el arroz LFHE producía un 70% menos de metano en promedio en comparación con la variedad de élite de la que se había obtenido.
Los cultivos LFHE también produjeron rendimientos relativamente altos: 8,96 toneladas/hectárea en promedio, en comparación con el promedio mundial de 2024 de 4,71 toneladas/hectárea.
Los investigadores también estudiaron si el etanol y el oxantel podrían utilizarse para reducir las emisiones de metano a gran escala. Según un ensayo de campo de dos años en dos lugares diferentes de China, este tratamiento dio como resultado una reducción de aproximadamente el 60 % de las emisiones de metano sin afectar el rendimiento de los cultivos.
Ahora, los investigadores están trabajando para registrar el arroz LFHE como variedad ante el gobierno chino y otros, lo que significa que podría comercializarse entre los agricultores en el futuro. También están trabajando con empresas de fertilizantes para investigar si se podría agregar oxantel a los fertilizantes comerciales.
«Para que esto suceda, también necesitaremos que los gobiernos incentiven y apoyen a los agricultores para que utilicen estas variedades con bajas emisiones de metano», afirma Schnürer. «Una cosa es crear variedades de arroz respetuosas con el medio ambiente, pero también es fundamental introducirlas en el mercado y conseguir que los agricultores las acepten».
Más información: Jin et al., «Reducción de las emisiones de metano mediante el desarrollo de arroz ecológico con bajo contenido de fumarato y alto contenido de etanol». Molecular Plant (2025). DOI: 10.1016/j.molp.2025.01.008 , www.cell.com/molecular-plant/f … 1674-2052(25)00029-2 .
