Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/004/14
México, D.F., 5 de enero de 2014

• Una planta modificada genéticamente capaz de metabolizar una variedad de fósforo podría resolver algunos de los problemas frecuentes en la agricultura mediante el ahorro de fertilizante y la eliminación de herbicidas

El doctor Luis Herrera Estrella en su laboratorio.
Foto: Arturo Orta/AMC.
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Además de las enfermedades o plagas que varían en cada región y afectan a las plantas y los cultivos, existen tres problemas frecuentes en la agricultura: las hierbas que causan daño a las tierras de cultivo o malezas, la disponibilidad de agua y la de nutrientes.

Al respecto el doctor Luis Herrera Estrella, director del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio) del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Irapuato, señaló que él y su equipo de investigación consideraron abordar el problema a partir de la fertilización con fósforo.

En la agricultura los nutrientes primarios son nitrógeno, fósforo y potasio; el primero es ilimitado porque el 80% de la atmósfera está compuesta de nitrógeno y a través de métodos químicos o eléctricos se puede producir urea para hacer fertilizantes nitrogenados. El nitrógeno que se le agrega al suelo se recicla, ya que vuelve a incorporarse a la atmósfera a través de la evaporación.

En cambio el fósforo, necesario para la productividad del suelo y el crecimiento de las plantas, está en minas de roca fosfórica limitadas, además, los agricultores usan en exceso fertilizantes fosforados, el cultivo sólo usa un 20%, y el 80% restante se pierde debido a que los microorganismos del suelo y las malezas también lo utilizan.

La forma en la cual las plantas pueden absorber el fósforo es a través de fosfatos, pero como se pierde una gran cantidad de este nutriente, los agricultores tienen que agregar hasta cinco veces más de lo que se requiere para tener una mejor producción, esto hace prioritario reducir su uso y buscar tecnologías para reciclarlo de los drenajes urbanos y agrícolas, comentó el investigador.

Plantas que se autofertilizan

El trabajo del doctor Herrera Estrella, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), y su equipo, consiste en entender cuáles son los mecanismos que hacen más eficientes a algunas plantas para tomar y usar el fósforo. Dentro de estos estudios se encontraron con una bacteria que puede utilizar fosfito (una forma distinta del fósforo).

El fosfito no existe de manera natural, todo el fósforo se oxida a fosfato por el oxígeno, entonces no existe el fosfito en la naturaleza, más que el producido por el humano. “Se nos ocurrió que si esta bacteria utiliza fosfito, significa que se está autofertilizando, porque toma el fosfito y lo convierte en fosfato, así que seleccionamos ese gen y lo introducimos en una planta”, explicó el investigador.

En esta planta modificada genéticamente el fosfito entra por el mismo mecanismo que lo hace el fosfato, entonces la planta es más competitiva porque el fosfito reacciona en menor medida con los minerales del suelo, así los microorganismos y las malezas no lo pueden usar, por lo tanto queda disponible al 100% para las plantas genéticamente modificadas, capaces de metabolizar el fosfito.

Con esto se puede ahorrar el 50% de fertilizante, además el fosfito, de acuerdo a la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA, por sus siglas en inglés), es un compuesto inocuo para humanos, animales y plantas, porque a diferencia de los insecticidas o los herbicidas, éste no es tóxico.

Para los experimentos se utilizaron suelos agrícolas de Celaya, Guanajuato. En el invernadero de Langebio se sembraron plantas modificadas genéticamente capaces de metabolizar fosfito. A un grupo de plantas se les regó con fosfito y a otro con fosfato, en estas últimas las malezas presentes en el suelo mataron a las plantas y las que fueron fertilizadas con el fosfito crecieron y las malezas no se desarrollaron descontroladamente.

“Con una sola tecnología se resuelven dos de los tres grandes problemas de la agricultura, se ahorra fertilizante fosforado, lo que a su vez reduce el costo de producción y reduce o elimina la necesidad de aplicar herbicidas para controlar el crecimiento de las malezas”, dijo Luis Herrera.

Al fertilizar con fosfito no se promueve el uso de herbicidas porque las malezas van a crecer tanto como el suelo se los permita, así se crea una alfombra de malezas que evitan la erosión del suelo y la evaporación del agua, que se producen cuando se utilizan herbicidas.

Noemí Rodríguez González