Avanzan en la mejora de los cultivos energéticos para aumentar su capacidad como fuente de biomasa

En la imagen se puede apreciar las diferencias de tamaño obtenidas en las plantas tratadas frente a la de control. /PLOS One

La creciente demanda de productos derivados del petróleo, las reservas limitadas de los combustibles fósiles y el calentamiento global del planeta a causa del uso de este recurso energético han motivado la búsqueda de alternativas a partir de recursos biológicos renovables y respetuosos con el medio ambiente. En la actualidad, la biomasa utilizada para la energía deriva principalmente de la transformación de productos agrícolas y forestales, de los residuos de las explotaciones, de los restos de la silvicultura y de los llamados cultivos energéticos, es decir, aquellos que son explotados con el único fin de obtener biomasa.

Estos últimos cuentan, entre otras ventajas, con la facilidad para prever su disposición y concentración espacial. Por ello, suponen un auténtico reto para la ciencia a la hora de impulsar su crecimiento mediante técnicas genéticas destinadas a acelerar su crecimiento. Concepción Ávila, investigadora de la Universidad de Málaga y responsable de un reciente estudio relacionado con la mejora genética de estas especies para la incrementar la producción de biomasa, señala que “en los últimos 20 años se ha trabajado ampliamente en la biología de muchas plantas de interés agronómico, sin embargo estas mejoras se han orientado en menor medida a los árboles”.

En este sentido, los expertos aseguran que factores determinantes en la generación de biomasa, como el crecimiento, la forma del tronco y la calidad de madera se pueden manipular en el laboratorio. Por eso parte de la investigación, en la que también ha colaborado la Universidad de Navarra, se ha realizado bajo la premisa de garantizar que lo conseguido de forma experimental pueda replicarse en condiciones normales de cultivo, donde las variaciones medioambientales influyen en el rendimiento de cualquier planta. “En la actualidad, como recoge el propio artículo científico publicado en la prestigiosa PLOS One, la nueva meta del ingeniero genético es garantizar que el gen modificado otorgue el mismo beneficio en el laboratorio que en el campo”.

El trabajo, reconocido como Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía, ha comparado la evolución del álamo —modificado genéticamente al incorporar el regulador transcripcional de pino (PpDof5) sobre el metabolismo de carbono y nitrógeno de esta planta  salicácea— tanto en condiciones de laboratorio, como en las naturales de campo. “Detectamos que los árboles que sobreexpresaban un factor de transcripción, en el laboratorio incrementaban en más de un 20% la altura y el número de hojas, así como mejoras en la captación de nutrientes, reflejado en su alto contenido en carbohidratos y en el grosor de sus troncos”, explica la profesora Ávila.

Sin embargo, este prometedor resultado no ha sido el mismo en condiciones naturales. Durante dos campañas anuales los árboles han demostrado ser claramente dependientes de la interacción entre su genotipo y la disponibilidad de nutrientes esenciales, como el nitrógeno. De hecho, en el terreno de plantación se extrajeron valores de nitrógeno hasta 12 veces inferiores a los del laboratorio. Por esta razón, los investigadores concluyen que el factor de transcripción es relevante para el crecimiento y desarrollo de los árboles, pero siempre y cuando la disponibilidad de nitrógeno en el suelo sea suficiente. Asimismo, añaden que uno de los posibles objetivos para aumentar la producción de biomasa en especies como el álamo podría ser el de mejorar la absorción y el metabolismo de nutrientes nitrogenados para un uso más eficiente de los mismos.

Marina Rueda-López, María Belén Pascual, Mercedes Pallero, Luisa María Henao, Berta Lasa, Iván Jauregui, Pedro M. Aparicio-Tejo, Francisco M. Cánovas y Concepción Ávila. (2017) ‘Overexpression of a pine Dof transcription factor in hybrid poplars: A comparative study in trees growing  under controlled and natural conditions’, PLOS One, 12(4): e0174748. Disponible en línea: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0174748