Las bacterias inteligentes podrían transformar la producción agrícola mundial de alimentos
Esta tecnología podría liberar todo el potencial de rendimiento de los cultivos y reducir al mismo tiempo la dependencia de fertilizantes y pesticidas
Ante la previsión de que la población mundial alcance los 10.000 millones de habitantes en 2050 y la disminución anual del rendimiento de los cultivos, un equipo de académicos de la Universidad de Northumbria está desarrollando un nuevo y revolucionario enfoque de la seguridad alimentaria.
De izda. a dcha: Dra. Angela Sherry, Dra. Emma Riley y Dr. Ciaran Kelly, de la Universidad de Northumbria.
Barry Pells / Northumbria University
Han sido seleccionados por la Agencia de Investigación e Invención Avanzadas (ARIA) como uno de los 14 creadores de I+D que recibirán financiación inicial en el marco de su ambicioso espacio de oportunidades Plantas Programables.
El equipo interdisciplinar recibirá casi medio millón de libras para financiar el desarrollo de una "bacteria inteligente" capaz de reprogramar dinámicamente y en tiempo real la respuesta de los cultivos al estrés ambiental.
El proyecto semilla, de 18 meses de duración y titulado Smart Engineered Bacterial Conduits for Enhanced Crop Performance, está dirigido por el Dr. Ciarán Kelly, catedrático adjunto de Biología Sintética, y la Dra. Emma Riley, asistente principal de investigación en Biociencias, junto con la Dra. Angela Sherry, catedrática asociada de Entornos Microbianos, en colaboración con académicos de la Universidad de Oxford y la Universidad de Leeds.
El proyecto aborda un reto fundamental de la agricultura moderna: los cultivos suelen responder con demasiada cautela a condiciones de estrés moderado, como la sequía moderada y los bajos niveles de nitrato en el suelo antes de la aplicación de fertilizantes, lo que repercute gravemente en su crecimiento.
"Las plantas han evolucionado para dar prioridad a la supervivencia sobre el rendimiento", explica el Dr. Kelly. "Pero este mecanismo natural de supervivencia suele ser contraproducente para la producción de alimentos. Incluso un estrés moderado hace que las plantas detengan su crecimiento y pasen al modo de defensa, lo que supone una enorme limitación a la hora de cultivar productos para el consumo humano."
La innovadora solución del equipo de Northumbria consiste en diseñar conductos bacterianos que actúen como intermediarios inteligentes entre las plantas y su entorno.
Estas bacterias inteligentes detectan las señales ambientales y de estrés de las plantas e intervienen para reequilibrar las hormonas vegetales en tiempo real, lo que permite a los cultivos seguir creciendo en condiciones de estrés moderado.
Esta tecnología podría liberar todo el potencial de rendimiento de los cultivos y reducir la dependencia de fertilizantes y pesticidas.
"Nuestros conductos bacterianos artificiales estarán en constante retroalimentación con el cultivo, recopilando señales de la planta y del entorno externo y reprogramando el comportamiento de la planta mediante la regulación de las proporciones clave de hormonas vegetales", explica el Dr. Kelly. "Estamos introduciendo por primera vez en el campo un control rápido y dinámico del comportamiento de los cultivos, reprogramando la planta en tiempo real para que responda rápida y adecuadamente al estrés".
La Dra. Emma Riley, que aporta su experiencia en interacciones planta-bacteria gracias a su investigación doctoral, afirma: "Nos basamos en décadas de investigación sobre bacterias promotoras del crecimiento vegetal que ya se utilizan con seguridad en la agricultura. Nuestra innovación consiste en añadir inteligencia programable a estos robustos sistemas, lo que permite una intervención dinámica basada en las condiciones de estrés en tiempo real".
El Dr. Kelly subraya las implicaciones más amplias: "No nos limitamos a modificar los sistemas existentes, sino que estamos reinventando por completo la forma de abordar el desarrollo de los cultivos. En lugar del tradicional proceso de modificación genética de las plantas en los laboratorios, que dura meses, utilizamos bacterias inteligentes para transformar el comportamiento de las plantas en el propio campo". El hecho de que ARIA nos haya seleccionado como uno de sus creadores de I+D pone de relieve el impacto potencial de esta investigación a escala mundial, y estamos encantados de que ARIA lo haya reconocido y apoyado".
ARIA es la agencia de financiación de la investigación más reciente del Reino Unido, patrocinada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Tecnología, y financia equipos de científicos e ingenieros para que lleven a cabo investigaciones al límite de lo científica y tecnológicamente posible.
El espacio de oportunidades Plantas Programables de ARIA, dirigido por la Directora del Programa Angie Burnett, reconoce que las plantas representan el 80% de la biomasa de la Tierra y se distribuyen de forma rápida, rentable y amplia por todo nuestro planeta. Esto convierte a las plantas en una plataforma tecnológica ideal para proporcionar recursos sostenibles de bajo coste a gran escala.
Los espacios de oportunidad de ARIA abarcan disciplinas, sectores e instituciones, y reúnen a científicos e ingenieros de diversos campos para romper compartimentos y descubrir nuevas vías.
El hecho de haber sido seleccionado como uno de los catorce creadores de I+D de un grupo muy competitivo demuestra el excepcional potencial del planteamiento de Northumbria y la experiencia del equipo en biología sintética, microbiología y ciencias vegetales.
Su proyecto inicial, de 18 meses de duración, establecerá la prueba de concepto de los conductos bacterianos artificiales, con la posibilidad de obtener financiación complementaria para desarrollar aplicaciones más sofisticadas.
El equipo de Northumbria prevé que la tecnología podría estar lista para su uso sobre el terreno en un plazo de 10 a 20 años, inicialmente en territorios donde ya se utilizan bacterias agrícolas modificadas genéticamente.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Más noticias del departamento ciencias
