De maleza a cultivo de cobertura: CRISPR impulsa una nueva alternativa para proteger el suelo

Un cultivo de cobertura podría convertirse en un nuevo aliado para proteger el suelo durante el invierno y generar ingresos adicionales para los agricultores. Investigadores utilizaron la edición genética con CRISPR-Cas9 para acelerar la domesticación del pennycress (Thlaspi arvense), una especie conocida tradicionalmente como maleza, eliminando varias de las características que limitaban su uso agrícola sin afectar su productividad.

El estudio muestra que las nuevas líneas desarrolladas redujeron en un 75% el contenido de glucosinolatos de las semillas, disminuyeron la capacidad de la planta para persistir como maleza y mantuvieron un buen desempeño productivo.

El objetivo es incorporar este cultivo durante el invierno entre las temporadas de maíz y soya, ayudando a conservar el suelo mientras produce aceite y biomasa con potencial de aprovechamiento.

¿Por qué el pennycress puede convertirse en un cultivo de cobertura?

Cada año, después de la cosecha de maíz y soya, millones de hectáreas agrícolas en el Medio Oeste de Estados Unidos permanecen sin vegetación durante el invierno. En ese periodo, el suelo queda más expuesto a la erosión, la pérdida de nutrientes y la escorrentía causada por las lluvias.

• El pennycress ofrece una solución interesante porque germina en otoño, resiste las bajas temperaturas y completa su ciclo antes de la siguiente siembra de primavera. Esto permite mantener el terreno cubierto durante el invierno sin reemplazar los cultivos principales.
• Además de proteger el suelo, sus semillas contienen aceite con potencial para la producción de biocombustibles y otras materias primas renovables, lo que podría representar una fuente adicional de ingresos para los agricultores.

El desafío era que, como ocurre con muchas especies silvestres, el pennycress conservaba varias características poco convenientes para convertirse en un cultivo comercial.

CRISPR eliminó las principales barreras

En lugar de depender únicamente de años de cruzamientos y selección convencional, los investigadores optaron por una estrategia de domesticación de novo, que consiste en identificar los genes asociados a características no deseadas y modificarlos directamente mediante edición genética.

Uno de los principales avances fue la reducción aproximada del 75% en el contenido de glucosinolatos, compuestos naturales que limitan el aprovechamiento de la harina obtenida después de extraer el aceite de las semillas.

Los investigadores también lograron:

• Disminuir el contenido de ácido erúcico, nocivo en exceso
• Reducir la fibra de las semillas
• Disminuir la dormancia, reduciendo el riesgo de que la planta vuelva a comportarse como maleza
• Conservar rendimientos comparables con las líneas utilizadas como referencia

En conjunto, estas mejoras acercan al pennycress a las características que hoy presentan cultivos comerciales como la canola, pero conservando su capacidad para crecer durante el invierno.

Tres cosechas en dos años

Una de las mayores ventajas de este cultivo de cobertura es que puede integrarse entre dos cultivos tradicionales.

En una rotación agrícola, el pennycress podría sembrarse después de la cosecha de maíz, desarrollarse durante el invierno y cosecharse antes de establecer la siguiente siembra de soya. De esta manera, los agricultores podrían obtener tres cosechas comerciales en dos años, mientras mantienen el suelo protegido durante una estación en la que normalmente permanece descubierto.

La cobertura vegetal ayuda a disminuir la erosión, reducir la pérdida de nutrientes y mantener raíces vivas que favorecen la salud del suelo.

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Un paso hacia nuevos cultivos para una agricultura más sostenible

Más allá de las mejoras logradas en el pennycress, el estudio demuestra cómo la edición genética puede acelerar la domesticación de especies silvestres con potencial agrícola.

Los investigadores destacan que, mediante CRISPR, fue posible reunir en pocos años características que normalmente requerirían largos programas de mejoramiento convencional. Esto abre nuevas oportunidades para desarrollar cultivos adaptados a las necesidades actuales de la agricultura, como proteger el suelo, diversificar la producción y aprovechar mejor los periodos entre cosechas.

Aunque algunas de las aplicaciones industriales del aceite y la biomasa aún continúan en desarrollo, los resultados muestran que el pennycress podría convertirse en una alternativa prometedora para integrar productividad y sostenibilidad en los sistemas agrícolas.

En resumen

• Investigadores utilizaron CRISPR para acelerar la domesticación del pennycress y convertirlo en un cultivo de cobertura.
• Las nuevas líneas redujeron un 75% el contenido de glucosinolatos y disminuyeron la capacidad de la planta para persistir como maleza.
• El cultivo puede sembrarse entre las temporadas de maíz y soya para proteger el suelo durante el invierno.
• Además de conservar el suelo, el pennycress podría convertirse en una nueva fuente de aceite y biomasa para los agricultores.

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