“Aunque la tolerancia a la salinidad se ha estudiado ampliamente, la tolerancia a la alcalinidad en las plantas no se ha estudiado en profundidad”, agregó.
La investigación se centró inicialmente en el sorgo, un cultivo que se origina en África central y ha evolucionado para ayudarlo a tolerar suelos ricos en sodio.
El trabajo del equipo comenzó buscando en una base de datos de genes naturales mediante un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS), un método estadístico minucioso que examina el genoma completo de plantas individuales para buscar asociaciones entre millones de variantes genéticas y rasgos específicos.
Después de examinar más de 352 accesiones representativas de sorgo, detectaron un sitio genético, la tolerancia alcalina 1 (AT1), que está relacionado con los rasgos deseados.
La alta alcalinidad conduce a Comportamiento del estrés en las plantas.donde se acumulan sustancias químicas dañinas que oxidan y eventualmente matan las células.
Pero AT1 codifica una proteína G especial que puede evitar que las células vegetales eliminen los químicos dañinos.
“Sobre la base de los resultados de GWAS, exploramos más a fondo el mecanismo molecular detrás de la tolerancia. Los cultivos experimentan diferentes patrones en suelo salinizado y suelo sódico, la reacción química dentro de los cultivos debería ser diferente”, dijo Yu.
“Al eliminar AT1 o reemplazarlo con otra pieza no funcional, promovimos la respuesta protectora de la planta contra el estrés causado por las condiciones alcalinas. La tecnología conduce a mayores tasas de supervivencia y rendimiento de sorgo en suelos sódicos”.
Sobre la base de este conocimiento, el equipo editó genéticamente genes parientes cercanos de AT1 en otros cultivos como el arroz, el maíz y el mijo.
Las pruebas de campo realizadas en suelos altamente alcalinos en Pingluo, en la región de Ningxia, en el noroeste de China, encontraron que la tecnología aumentó los rendimientos de grano de sorgo y mijo en un 20 por ciento. Una prueba realizada en suelos similares en Daan en Jilin vio que los rendimientos anuales de arroz aumentaron entre un 20 y un 30 por ciento.
“Los cultivos que se cultivan en tierras salinas y alcalinas tienen un ciclo de crecimiento más largo y acumulan más nutrientes, por lo que saben mejor”, dijo Yu.
“La carga de trabajo detrás de esta investigación es enorme, parte de la investigación sobre la tolerancia al estrés del sorgo comenzó en 2014 en el equipo del profesor Xie. Nuestro trabajo actual involucró principalmente la verificación en sorgo, arroz, mijo y maíz. Podríamos expandir la teoría a otras plantas como frijoles y papas en el futuro”.
Según un informe publicado por el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo el viernes, 618 millones de hectáreas (1.500 millones de acres) de tierra en todo el mundo están afectadas por la salinización.
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“Si esta tecnología se puede usar en el suelo con baja salinidad y álcali, alrededor del 20 por ciento del total afectado, se producirán 250 millones de toneladas de granos cada año, la mitad del suministro total de granos de EE. UU. en 2022”, dijo el informe.
