Cuando se combinan y ajustan correctamente tres mutaciones genéticas específicas, los científicos pueden convertir las plantas de tomate en arbustos extremadamente compactos, ideales para la agricultura urbana. Solo dos de estas mutaciones (inserto, izquierda) acortan las plantas normalmente parecidas a vides para crecer en un campo, pero las tres (inserto, derecha) hacen que sus frutos se amontonen como uvas. Los investigadores cortaron las hojas de la planta para tener una visión más clara de los nuevos tomates. Crédito:Laboratorio Lippman/CSHL, 2019
La edición genética está moviendo los cultivos de tomate del campo al horizonte de la ciudad, o incluso al espacio exterior. Los investigadores utilizaron la edición de genes CRISPR para optimizar los tomates para la agricultura urbana.
Los agricultores pronto podrían estar cultivando tomates agrupados como uvas en una unidad de almacenamiento, en el techo de un rascacielos o incluso en el espacio. Eso es si un puñado de nuevos cultivos editados genéticamente resultan tan fructíferos como el primer lote.
El objetivo principal de esta nueva investigación es diseñar una variedad más amplia de cultivos que puedan cultivarse en entornos urbanos u otros lugares no aptos para el crecimiento de las plantas, dijo el profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor e investigador del HHMI Zach Lippman, quien dirige el laboratorio que diseñó el 'tomates de agricultura urbana'.
Estas nuevas plantas de tomate editadas genéticamente no se parecen en nada a las enredaderas largas que puede encontrar creciendo en un jardín trasero o en campos agrícolas. La característica más notable es su fruto agrupado y compacto. Se asemejan a un ramo cuyas rosas han sido reemplazadas por tomates cherry maduros. También maduran rápidamente y producen frutos maduros que están listos para la cosecha en menos de 40 días. Y puedes comerlos.
"Tienen una forma y un tamaño pequeños fantásticos, saben bien, pero, por supuesto, todo depende de las preferencias personales", dijo Lippman.
Lo más importante es que son ecológicos.
“Esto demuestra cómo podemos producir cultivos de nuevas formas, sin tener que desgarrar tanto la tierra o agregar un exceso de fertilizante que se escurre hacia los ríos y arroyos”, dijo Lippman. "Aquí hay un enfoque complementario para ayudar a alimentar a las personas, localmente y con una huella de carbono reducida".
Esa es una buena noticia para cualquier persona preocupada por el cambio climático. A principios de este año, el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) de la ONU advirtió que más de 500 millones de personas viven en tierras ya degradadas por la deforestación, los patrones climáticos cambiantes y el uso excesivo de tierras de cultivo viables. Al trasladar parte de la carga de los cultivos del mundo a las áreas urbanas y de otro tipo, existe la esperanza de que se desacelere la mala gestión desesperada de la tierra.
Los sistemas agrícolas urbanos a menudo requieren plantas compactas que se pueden colocar o apilar en espacios reducidos, como en la agricultura escalonada en almacenes o en contenedores de almacenamiento convertidos. Para compensar el rendimiento de los cultivos limitado por el espacio limitado, las granjas urbanas pueden operar durante todo el año en condiciones climáticas controladas. Por eso es beneficioso usar plantas que se puedan cultivar y cosechar rápidamente. Más cosechas por año dan como resultado más alimentos, incluso si el espacio utilizado es muy pequeño.
Lippman y sus colegas crearon los nuevos tomates ajustando dos genes que controlan el cambio al crecimiento reproductivo y el tamaño de la planta, los genes SELF PRUNING (SP) y SP5G, que causaron que la planta dejara de crecer antes y floreciera y fructificara antes. Pero el laboratorio de Lippman sabía que solo podía modificar el SP genes hermanos solo hasta cierto punto antes de cambiar el sabor o el rendimiento por plantas aún más pequeñas.
“Cuando juegas con la maduración de la planta, estás jugando con todo el sistema, y ese sistema incluye los azúcares, dónde se fabrican, cuáles son las hojas y cómo se distribuyen, cuál es a las frutas, dijo Lippman.
En busca de un tercer jugador, el equipo de Lippman descubrió recientemente el gen SIER , que controla la longitud de los tallos. Mutando SIER con la herramienta de edición de genes CRISPR y combinándola con las mutaciones en los otros dos genes de floración, se crearon tallos más cortos y plantas extremadamente compactas.
Lippman está refinando esta técnica, publicada en los últimos números de Nature Biotechnology , y espera que otros se sientan inspirados para probarlo en otros cultivos frutales como el kiwi. Al acortar los cultivos y las cosechas, Lippman cree que la agricultura puede alcanzar nuevas alturas.
“Puedo decirles que los científicos de la NASA han expresado cierto interés en nuestros nuevos tomates”, dijo.
Si bien es probable que la primera nave a Marte no tenga su propia granja, es posible que los astronautas aún prueben sus habilidades verdes con tomates urbanizados que viajan al espacio.
Referencia:“Personalización rápida de los cultivos de frutas Solanaceae para la agricultura urbana” por Choon-Tak Kwon, Jung Heo, Zachary H. Lemmon, Yossi Capua, Samuel F. Hutton, Joyce Van Eck, Soon Ju Park y Zachary B. Lippman, 23 de diciembre 2019, Biotecnología natural .
DOI:10.1038/s41587-019-0361-2
Esta investigación fue apoyada por el Instituto Médico Howard Hughes, la Administración de Desarrollo Rural, la Fundación Nacional de Investigación de Corea, el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del USDA y la Fundación Nacional de Ciencias.
