La genética: clave para mejorar la sostenibilidad alimentaria

La genética: clave para mejorar la sostenibilidad alimentaria

Por: María Daniela Vargas Nieto // Fotografía: Proyecto Ómicas y Freepik

Para producir semillas más resistentes al cambio climático y con un mejor rendimiento en la cosecha, investigadores javerianos estudian las propiedades físicas, químicas y biológicas de cultivos de caña de azúcar y arroz en diferentes regiones del país.

El arroz que usted sirve en una bandeja paisa y que está presente en la mayoría de los almuerzos ejecutivos podría tener un trasfondo genético que tal vez no conoce. De la misma forma, el azúcar que le pone al café, con el que endulza el jugo y que proviene de la caña de azúcar, podría venir de estudios especializados que mejoran su calidad. Precisamente, sobre esos dos aspectos trabajan científicos colombianos.

Según la Federación Nacional de Arroceros (Fedearroz), en 2019 la producción nacional de este cereal fue de 2,2 millones de toneladas al año en promedio, lo que significa que 42 kilos de arroz terminaron en la mesa de cada colombiano. Mientras que, en el caso del azúcar, su producción alcanzó poco más de 2,2 millones de toneladas en el mismo año, de las cuales 1,7 millones de toneladas se destinaron para el consumo nacional, según Asocaña, es decir, lo equivalente a 35 kilos por persona Al evidenciar la importancia de estos dos alimentos en la dieta nacional y con el fin de promover la investigación y la innovación científica en el país, la Pontificia Universidad Javeriana, sedes Cali y Bogotá, avanzan en la implementación del proyecto Optimización Multiescala In-silico de Cultivos Agrícolas Sostenibles (Omicas).

Se trata de una investigación que en 2018 ganó el programa Colombia Científica como parte de la Segunda Convocatoria de Ecosistemas Científicos del actual Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación. Desde ese momento, la Universidad Javeriana sede Cali como entidad ancla, junto a 16 instituciones de educación superior, centros de investigación en agricultura y la industria, se han centrado en transformar los componentes genéticos del arroz y de la caña de azúcar. Esto, para producir semillas resistentes al cambio climático, con mejor rendimiento durante los periodos de cosecha, y que contribuyan a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero.

Andrés Jaramillo-Botero, Doctor en ingeniería de la Universidad Politécnica de Valencia en España y director científico del programa Ómicas, reconoce que la selección de estos dos productos para el estudio se debe a que en el caso de la caña de azúcar “todavía no existe un genoma completo y eso representa un reto desde un punto de vista del análisis y función de sus genes”, mientras en el caso del arroz “sí existe un genoma completamente secuenciado, permitiendo así la anotación de genes y experimentos de genómica comparativa y funcional con otras plantas”, detalla.

Genoma: es la totalidad del material genético (secuencia de ADN que define el conjunto de instrucciones de ensamble de un organismo vivo) que posee un organismo o una especie en particular.

 

Ómicas, una investigación de carácter agrícola

Para transformar los componentes epigenéticos, genéticos, metabólicos y proteicos del arroz y de la caña de azúcar, y garantizar la producción de semillas con un mejor rendimiento en los periodos de cosecha, el programa Ómicas fue dividido en siete proyectos que asumen retos independientes pero articulados entre sí. Hoy, luego de llegar al final del segundo año de implementación del Programa y con el propósito de ser sostenible después de cinco años, Jaramillo-Botero comparte a Pesquisa Javeriana los resultados que han obtenido hasta el momento:

El desarrollo de nuevas herramientas bioinformáticas para la clasificación de genes y sus funciones tanto en arroz como en caña de azúcar; la fabricación de un sensor electroquímico que mide la concentración de iones de aluminio en suelos ácidos, los cuales afectan el desarrollo normal de una planta, y la caracterización de la estructura molecular de una proteína de membrana celular denominada GCR1, que podría jugar un papel central en la señalización y respuesta ante estrés de los cultivos, particularmente el arroz.

Asimismo, Jaramillo-Botero señala que el equipo de investigación ha desarrollado e implementado múltiples técnicas para la clasificación de los cultivos de arroz y caña de azúcar, mediante drones, estaciones fijas y móviles en tierra para determinar la biomasa de los cultivos, el contenido de nitrógeno en las hojas, las variables atmosféricas y de suelo que inciden en la productividad de las cosechas. Adicionalmente, a la fecha, el programa ha identificado genes en el arroz que otorgarían resistencia al Virus de la Hoja Blanca, así como genes que amplían la tolerancia de este grano ante cambios en radiación solar, afectando su proceso de fotosíntesis y toxicidad por aluminio.

Por el momento, el programa Ómicas se encuentra en la clasificación de las diversas variedades de caña de azúcar debido a su aporte a la emisión de Gases de Efecto Invernadero (GEI), lo que incide en el cambio climático, para posteriormente identificar los genes que podrían regular dichas emisiones. Con estos resultados y los retos en investigación que todavía quedan por cumplir, los investigadores javerianos esperan alcanzar la meta inicial del proyecto: aportar, mediante las variedades agrícolas de arroz y de caña de azúcar, a la seguridad alimentaria y sostenibilidad productiva del agro a nivel mundial.

Si desea conocer más sobre este proyecto, ingrese aquí.


 

* Las instituciones aliadas del programa son: Pontificia Universidad Javeriana (Cali y Bogotá), Universidad ICESI, Universidad de los Andes, Universidad de los Llanos, Universidad de Ibague, Universidad del Quindio, Instituto Tecnológico de California (Caltech, USA), Universidad de Illinois en Urbana (UIUC, USA), Universidad de Tokio (Japón), Universidad de Ghent (Bélgica), Instituto Nacional de Agricultura Botánica (Cambridge, Reino Unido), Centro Internacional de Agritcultura Tropical (CIAT), Centro de Investigación en Caña de Azúcar (Cenicaña), Federación Nacional de Arroceros (Fedearroz), Hi-Tech Automation, Intelecto SAS. Desde su constitución, el programa viene consolidando nuevas colaboraciones nacionales e internacionales, con centros de investigación extranjeros (ej. CIRAD e IRD en Francia), así como con empresas nacionales e internacionales (ej. CNX/Manglar).

 

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *