Plan decenal para la ciencia de las plantas comienza a tomar forma

Girasoles

Departamento de Agricultura de los Estados Unidos

Los científicos de plantas de EE. UU. Han dado los primeros pasos hacia un plan de 10 años para ayudar a mejorar los suministros mundiales de alimentos utilizando prácticas sostenibles y avanzar en la comprensión del funcionamiento de las plantas.

Hay una gran necesidad y un gran potencial en este momento, dice Gary Stacey, un científico de plantas de la Universidad de Missouri, Columbia, quien presidió una reunión cerrada la semana pasada en Bethesda, Maryland, que fue organizada por la Sociedad Estadounidense de Biólogos de Plantas. La reunión atrajo a 75 científicos de plantas de instituciones de todo el país, así como a representantes adicionales del gobierno, la industria y otras sociedades profesionales.

Los precios de los alimentos y la demanda de alimentos están aumentando, dice Stacey, el cambio climático está afectando los hábitats naturales, así como las tierras de cultivo, y cada vez hay más esfuerzos para utilizar las plantas como energía. Pero los científicos de las plantas han estado en gran medida al margen para abordar estos problemas cada vez mayores. "No son reconocidos por sus potenciales [contribuciones], tal vez ni siquiera dentro de la comunidad de plantas y ciertamente no fuera de ella", dice Keith Yamamoto, biólogo molecular de la Universidad de California en San Francisco. En 2009, dirigió un panel del Consejo Nacional de Investigación de la Academia Nacional de Ciencias cuyo informe enfatizó el papel potencial de la ciencia de las plantas para satisfacer las necesidades de la sociedad.

Los participantes del taller señalaron la seguridad alimentaria y la necesidad de una segunda Revolución Verde más verde como temas críticos. El progreso requerirá nuevos sistemas modelo, especies intensamente estudiadas que brinden información útil tanto en investigación básica como aplicada. Debería hacerse más hincapié en describir la diversidad genética, en la que los genes para los rasgos útiles se localizan en una amplia gama de especies para su posible transferencia a plantas económicamente útiles. Con ese fin, algunos participantes pidieron la expansión de las tecnologías transgénicas, de modo que los genes de valor agregado puedan unirse a una amplia gama de frutas, verduras y legumbres.

Otros científicos enfatizaron que las plantas, cuyos entornos pueden controlarse estrictamente porque no se mueven, podrían ser mejores modelos que los animales para comprender la relación entre el genotipo, el fenotipo y el entorno. "Uno de los objetivos principales es modelar e inferir cómo funcionan realmente las plantas, en función de la información genómica, en diferentes entornos", dice Jim Carrington, presidente del Centro de Ciencia de Plantas Donald Danforth en St. Louis, Missouri. Las principales preguntas sobre la mesa incluyen cómo los genes dictan el rango de rasgos de un individuo y cómo el medio ambiente afecta la manifestación de esos rasgos. Se necesitarán nuevas tecnologías de detección de escalas desde las células hasta los ecosistemas para explorar estas preguntas, señalaron los participantes.

Aprender cómo las plantas toleran la sequía, el calor y las inundaciones es útil no solo para la agricultura sino también para predecir cómo las especies silvestres podrían hacer frente al cambio climático, dice Edward Buckler, genetista del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos en Ithaca, Nueva York. Le gustaría ver la creación de sitios de monitoreo a largo plazo para ambientes agrícolas en línea con lo que la Red Nacional de Observatorios Ecológicos, un proyecto financiado por la National Science Foundation, espera hacer para los hábitats naturales.

La secuenciación del genoma más barata y rápida ya está revolucionando todos los aspectos de la ciencia de las plantas, incluida la caracterización de la diversidad genética. Muchos más genomas de plantas deberían y serán secuenciados, dice Stacey. Pero la secuenciación también será una bendición para describir los microbiomas de las plantas para comprender el impacto total del mundo microbiano en la función de las plantas, particularmente aquellas que interactúan con las raíces.

A Yamamoto le gustaría ver que el campo vaya más allá del fitomejoramiento como el principal medio para generar nuevas variedades porque los métodos actuales pueden llevar demasiado tiempo. En cambio, él prevé utilizar la biología de sistemas y la biología sintética para crear plantas de diseño que puedan soportar, por ejemplo, la sequía extrema o mejorar la calidad nutricional de un alimento. Pero no está seguro de que ese objetivo ambicioso haga el corte final del informe. "No escuché nada que se eleve al nivel de un desafío de 10 años", dijo. "Es una colina empinada que subir para hacer que la gente piense 10 años [por delante] y realmente se atreva con las cosas, especialmente cuando se sienten incómodas con lo que sucederá mañana".

Yamamoto tampoco está seguro de que un plan de 10 años conduzca a nuevos fondos, dada la apretada situación actual del presupuesto. Una estimación de 8 años establece que el financiamiento federal anual para investigación competitiva en ciencias de las plantas es de $ 350 millones, y los participantes dijeron que triplicar esa cantidad, a $ 1 mil millones, no sería irrazonable. "Podemos gastarlo fácilmente en un telescopio, así que ¿no vale tanto la alimentación del mundo?" pregunta Tom Brutnell, biólogo de plantas del Instituto Boyce Thompson de Investigación de Plantas en Ithaca, Nueva York.

Los organizadores esperan distribuir un borrador del informe de la reunión para comentarios externos, con el objetivo final de emitir un informe final para marzo de 2012 con las prioridades del campo. "Si podemos demostrar que hicimos un esfuerzo para priorizar las cosas", explica Stacey, "espero que eso tenga más influencia que solo [ser visto] como un clamor de financiación".