Los pesticidas y, entre ellos, los herbicidas, son sustancias cuya finalidad es eliminar posibles patógenos que puedan invadir granos y vegetales. Su uso está regulado mediante estrictas leyes que garantizan la seguridad de los alimentos a los que se aplican. Intentar reducir su utilización o encontrar alternativas a estos químicos tan agresivos es una búsqueda continua. Ahora, expertos españoles han desarrollado cultivos celulares de maíz (“Zea mays”), que se efectúan en condiciones controladas y son capaces de resistir la acción de herbicidas a través de modificaciones en la pared celular del cereal.
El maíz, un cereal que consumen millones de personas, es objeto de estudio en todo el mundo. La mayoría de las investigaciones intentan mejorar su resistencia a las enfermedades y a condiciones externas adversas, como las sequías. Los científicos pretenden hallar el modo más efectivo de cultivarlo para garantizar su seguridad y calidad. Uno de los últimos estudios, llevado a cabo por expertos de la Universidad de León, profundiza en el conocimiento de diferentes especies. La investigación se ha centrado en las paredes vegetales que comparten el tomate («Solanum lycopersicum»), el tabaco («Nicotiana tabacum») y la alubia.
Las plantas, en general, tienen la capacidad de alterar su pared celular cuando están sometidas a estrés. Así se defienden de las agresiones externas. Para conocer cómo se producen estas modificaciones en cultivos celulares de maíz, los expertos han aplicado el herbicida dichlobenil, utilizado para el control de las malas hierbas en los jardines.
Sustituir la celulosa
A través de la medición de los niveles de toxicidad y de la habituación de los cultivos celulares del maíz al herbicida, los expertos han conseguido desarrollar cultivos capaces de resistir a este agente nocivo. La investigación, publicada en la revista científica «Planta», concluye que las células de maíz realizan modificaciones en la pared para compensar la desaparición de los niveles normales de celulosa, un polisacárido responsable de la estructura de las plantas y que forma parte de los tejidos de sostén. Con una reducción de un 75% respecto a cultivos celulares no tratados, las células palían la inexistencia de celulosa con fenoles y semicelulosas denominadas arabinoxilanos.Los investigadores aseguran que la célula de la planta utiliza el arabinoxilano como sustituto de la celulosa y el fenol para ligar partículas de arabinoxilanos, lo que permite mantener el crecimiento de la planta. Pero no son éstas las únicas modificaciones que han observado. Los científicos admiten también que las células obtenidas son más grandes y porosas, mientras que los cultivos se vuelven más degradables.
Mejorar el bioetanol
Otro de los objetivos del estudio español ha sido aumentar el conocimiento sobre la pared celular del maíz para mejorar la producción de bioetanol procedente de este cereal. El bioetanol es un alcohol que se obtiene a partir de productos agrícolas como el maíz sorgo, patatas, trigo o caña de azúcar. Es una fuente de energía ecológica que se utiliza como combustible. Tras la caracterización de los cambios en la zona externa de la célula del maíz, el próximo paso es analizar las modificaciones ocasionadas en los genes relacionados con la celulosa y el fenol.Con este trabajo entre manos, el Área de Fisiología Vegetal, responsable del estudio, ha establecido contactos con el Centro de Recerca Agrigenòmica de Barcelona y el Edinburgh Cell Wall Group de Reino Unido. Ambos realizan la síntesis de lignina, un polímero que rodea a la celulosa en las especies vegetales y que proporciona rigidez a la pared celular a través de una capa gruesa. Los fenoles son precursores de la lignina, pero debido a que los cultivos celulares crecen de forma indiscriminada, no la desarrollan y es necesario realizar otro ensayos para conocer la acción concreta de los fenoles.
La escasa presencia de fósforo en el suelo favorece la ausencia en las plantas de este mineral tan necesario e implica la aparición de síntomas de deficiencia, un problema importante en plantas destinadas al consumo. En 2007, expertos de la Universidad Autónoma de Barcelona empezaron un estudio sobre la baja presencia de este mineral en el suelo y su influencia en los cultivos de maíz. El trabajo nació con el fin de que pudieran adaptarse a los suelos pobres en fósforo e incrementar el rendimiento de las cosechas.
El mismo año, un equipo de científicos de Ciudad del Cabo, en Sudáfrica, desarrolló un maíz modificado genéticamente y resistente al virus de la raya, una plaga que puede destruir la mayor parte de las cosechas en África. Para crear esta variedad, los investigadores sudafricanos identificaron un gen que codifica una proteína capaz de evitar que el virus infecte a la planta. Los científicos afirman que este maíz es inocuo para la salud humana. Con él se espera combatir las hambrunas que afectan al continente africano.
En 2008, científicos de la Universidad de Shandong, en China, crearon un maíz transgénico resistente a la sequía. El cereal era capaz de dar altos rendimientos con poca agua. Durante los próximos años, se espera producir maíz comercial con esta característica, debido a la creciente escasez de agua y al aumento de la demanda para alimentación y biocarburantes.
También durante el año pasado, expertos estadounidenses descifraron casi la totalidad del genoma del maíz, con lo que se espera producir mejores variedades. Aunque todavía faltan algunas partes por descodificar, ya se han empezado a abrir algunos de los secretos genéticos del maíz. Entre las distintas ventajas que podría suponer esta investigación, los expertos destacan la elaboración de nuevas y mejores variedades de cultivos, más resistentes a enfermedades y que resuelvan la creciente demanda de alimentos.
