CIENCIA › DIáLOGO CON GUILLERMO SANTA MARíA, DEL INSTITUTO TECNOLóGICO DE CHASCOMúS

Cómo lograr plantas más eficientes

Mejorar la capacidad que tienen las plantas de adquirir nutrientes y que hagan un uso más eficiente de aquello que absorben tiene consecuencias prácticas evidentes para la producción. Sin embargo, primero es necesario saber cómo utilizan los nutrientes.

 Por Leonardo Moledo

–Usted es doctor en Ciencias Biológicas. Cuénteme qué hace.

–Reparto mi tiempo entre la investigación y la coordinación de una carrera nueva en el Intech: la carrera de agrobiotecnología.

–Cuénteme qué hacen en su laboratorio.

–Abordamos un tema que a nosotros nos resulta interesante e importante: cómo las plantas utilizan los nutrientes. Acá quizá valga la pena preguntarse por qué estudiamos esto. Vivimos en un mundo que se alimenta gracias a una agricultura altamente subsidiada, esto es, de una agricultura que hace un uso muy intensivo de la tierra, que aplica fertilizantes, que aplica pesticidas, etc. Todo esto tiene dos costos: uno es un costo directo, económico, en el caso de los fertilizantes, por ejemplo el costo de la síntesis o el costo de transporte y de aplicación. Pero hay otro costo muy importante aquí, que es el costo ambiental. Una parte importante de los fertilizantes y pesticidas que se aplican normalmente no tienen ninguna incidencia sobre el desempeño del cultivo, sino que pasan a otros puntos del ecosistema donde pueden tener efectos nocivos. La tendencia actual es, entonces, tratar de reducir los dos costos: el económico y el ambiental, de forma tal de hacer la agricultura más sustentable. Esto implica, a nivel de los fertilizantes, lograr varias cosas, aunque fundamentalmente dos desde la perspectiva de las plantas. Por un lado, podemos mejorar la capacidad que tienen las plantas de adquirir nutrientes (nitrógeno, fósforo y potasio); por otro lado, podemos tratar de que por cada unidad de nutriente que absorbieron las plantas hagan un uso más eficiente. De alguna forma, lo que estamos tratando de hacer en nuestro laboratorio es poner a punto sistemas para optimizar la eficiencia en la adquisición y la eficiencia en el uso de nutrientes. Cada nutriente es un mundo muy extenso, tiene su propia dinámica y sus propias reglas. Nosotros nos concentramos, dentro de todo ese universo, en el potasio.

–¿Y qué es lo que hacen con el potasio?

–Bueno, estamos tratando de desarrollar... a ver. Esto tiene una arista experimental y una teórica. En la experimental, lo que tratamos de determinar son los mecanismos fisiológicos y moleculares que subyacen a la eficiencia de adquisición y a la eficiencia de uso. En la línea teórica, lo que estamos tratando es de generar modelos matemáticos que nos permitan entender de forma clara el concepto de eficiencia de uso. Esto es así porque si bien la eficiencia de uso es un concepto aparentemente muy sencillo (uno podría decir que es la cantidad de biomasa que se genera por unidad de nutriente y por unidad de tiempo), en realidad uno no puede medir la eficiencia real con la que trabajan las plantas. Entonces uno lo que toma es una cantidad de indicadores que en forma indirecta tratan de describir esa eficiencia real. Y un poco lo que hemos encontrado a través del trabajo con modelos es que la mayor parte de esos indicadores tiene un sesgo muy grande. Muchos de ellos, en algunas situaciones, pueden generar la selección de plantas que en realidad tienen eficiencias de usos menores, lo cual es contrario a lo que supuestamente deberían indicar. Y éste es un problema serio, sobre todo en algunas situaciones donde la concentración del nutriente en planta es muy alta. Lo que encontramos como parte de todo este trabajo es que hay una suerte de conflicto entre la eficiencia en el uso de un nutriente y la capacidad de la planta de adaptarse al medio en el que vive. Es decir: parece que es muy difícil para la planta superar este conflicto porque están inversamente relacionados. Si optimiza la productividad o la eficiencia en el uso, disminuye su performance. Hay algunos indicadores que aparentemente serían mejores para procesos de selección, que aparentemente permitirían mejorar la eficiencia de uso y la capacidad adaptativa de la planta al medio en el que vive. Eso es lo que estamos haciendo.

–¿Respecto de lo molecular?

–Hay algunas cosas interesantes que hemos encontrado tanto para el elemento potasio como para el elemento fósforo. Uno de los grandes avances que hemos tenido en la agricultura en los últimos 20 años ha sido la incorporación, fundamentalmente para trigo, de fenotipos semienanos. Son plantas que minimizan la biomasa que producen pero casi todo lo que producen lo exportan al grano. Son plantas bajas, entonces tienen menos tendencia al volcado. No olvidemos que toda la harina que comemos proviene de plantas semienanas. Estas plantas tienen esta característica que está dada por mutaciones en un par de genes. Son genes que codifican proteínas “dellas”, cuyo nombre corresponde al de los residuos aminoacídicos. Las plantas que tienen una mutación en esa zona de la proteína lo que tienen es que están permanentemente en crecimiento. Las plantas están normalmente restringidas en su crecimiento, la proteína le pone la pata arriba al crecimiento y hay todo un sistema por el que la planta va quitando estas proteínas del medio para permitir que se retome el crecimiento sistemáticamente. La inclusión de estos genes o de estas versiones ha generado una cantidad de cambios adicionales que previamente no se sabía que podían ocurrir: simplemente se tomó la selección en términos de un aumento de la productividad. La realidad es que tanto en condiciones de deficiencia de potasio como en condiciones de deficiencia de fósforo, las plantas que portan estas versiones semienanas o doble enanas tienen una mejor performance, una mejor adaptación al medio deficiente. Lo que hemos hecho, entonces, es tratar de caracterizar las bases moleculares de esto, pero estamos muy en el comienzo como para hablar de ello.

–¿Y esto tiene aplicabilidad?

–Creo que hay varias posibilidades de aplicación. De lo que le conté específicamente, creo que el aspecto fundamental es intelectual: se trata de entender qué es la eficiencia y cuáles son los indicadores apropiados. Pero, a futuro, eso puede tener una aplicabilidad muy grande, porque uno podrá seleccionar plantas de trigo que tengan muy alta eficiencia de uso y muy alta eficiencia de adquisición. Si yo tengo las herramientas intelectuales para decir cómo debe ser esa planta y cómo debo seleccionarla, estoy avanzando bastante. No es que nosotros vayamos a generar de forma directa las plantas mejoradas. No es el objetivo directo de nuestro trabajo.

–¿Y tienen algún sistema de transferencia?

–No en este momento. No tenemos una pata directa de transferencia como para aplicarlo.

–Y por otro lado, me contaba, coordina una nueva carrera.

–Sí. La carrera de ingeniería en agrobiotecnología, que dura 5 años. Es una carrera que tiene una estructura similar a la del Instituto Balseiro: lo que estamos tratando de hacer es un proceso de selección intensivo de alumnos de distintas universidades del país y, a los alumnos que son seleccionados, ofrecerles una beca y alojamiento para que puedan dedicarse de forma exclusiva al estudio. Por otro lado, como son pocos alumnos, lo que podemos hacer es darles una formación muy intensiva y, por el otro, que es quizás el desafío más interesante, generar un proyecto de innovación pedagógica. Esto tiene varios ítem; uno de ellos, llevado a cabo por un grupo interdisciplinario, está intentando plantear un programa para el aprendizaje de la matemática que la vaya escalonando a lo largo de la carrera. Porque en general lo que percibimos los que tenemos una formación en Ciencias Biológicas es que el conocimiento de la matemática no se hila bien con lo que es el resto de nuestra formación. Y ése es un déficit importante. De las iniciativas pedagógicas que estamos trabajando ahora, ésa creo que es la más innovadora.

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Imagen: Pablo Piovano
 
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