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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Pan y boro

Pan y Boro - Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

“El genoma del trigo, esa planta aparentemente tan sencilla, es enorme”

Aunque, probablemente, la investigación más popular en Biología sea la relacionada con la Biomedicina, por las obvias implicaciones que esta investigación tiene en la mejora de la salud, otros temas de investigación, esta vez relacionados con las plantas, son también importantes por sus consecuencias sobre la correcta alimentación humana, sin la cual la salud no es tampoco posible.

A nadie le sorprenderá, por tanto, que mucha de la investigación en Botánica, o Biobotánica, como también se le podría llamar, vaya dirigida a mejorar el rendimiento de las cosechas. Este es el objetivo primordial, hasta la fecha, de las cosechas transgénicas, que más que intentar generar frutos, cereales o legumbres con un valor nutritivo superior —lo cual se ha logrado de todos modos con el arroz dorado, un arroz transgénico muy rico en vitamina A— persigue conseguir plantas resistentes a las plagas o a los pesticidas, de manera que estos últimos resulten tóxicos solo para las malas hierbas, pero no para las plantas cultivadas.

No obstante, las malas hierbas y las plagas de insectos no son los únicos problemas que inciden en el rendimiento de los cultivos. La composición mineral de los suelos es un factor también muy importante para conseguir buenas cosechas. Entre estos minerales, las sales de boro son de particular relevancia.

Escaso boro

El boro es un elemento químico ligero bastante interesante, aunque solo sea por la manera en que se forma. Como sabemos, la mayoría de los elementos químicos se generan en las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en el corazón de las estrellas. No así, el boro, que se produce solo por colisión de los rayos cósmicos con otros elementos. Debido a ello, el boro es un elemento químico poco abundante en el universo, y también en la corteza terrestre.

A pesar de su escasa abundancia, el boro es fundamental para las plantas, ya que es necesario, entre otras cosas, para la integridad de la pared propia de las células vegetales. En las tierras de cultivo, el boro se encuentra en forma de ácido bórico o de sus sales, los boratos. Estas sales son solubles y pueden ser disueltas por el agua de lluvia, lo que en zonas de intensa irrigación o muy húmedas puede conducir a que los suelos sean deficientes en ellas.

Por el contrario, en otras zonas donde la lluvia es menos intensa, zonas claramente de secano, la concentración de sales de boro en los suelos de cultivo puede llegar a ser muy alta, e incluso alcanzar niveles que resultan tóxicos para las plantas. Los niveles tóxicos de boro ejercen varios efectos negativos para los vegetales en diversos procesos biológicos importantes, tales como un metabolismo alterado, un menor crecimiento de las raíces, menor contenido de clorofila en las hojas y menor tasa de fotosíntesis, entre otros.

Esto afecta negativamente al crecimiento de las plantas y, en particular, del trigo. Y es que algunos suelos utilizados en muchos lugares para el cultivo del trigo, como ciertas zonas de Australia, de Asia occidental, y también de España, son, desgraciadamente demasiado ricos en boro. En este caso, los rendimientos de las cosechas pueden disminuir de manera considerable.

Toxicidad del boro

Esto es importante porque el trigo supone la base de la alimentación para el 35% de la Humanidad, que depende de este cultivo para sobrevivir. La desertificación de algunas zonas del planeta debido al cambio climático puede resultar en suelos con niveles de boratos cada vez mayores, los cuales afectarán negativamente a las cosechas de este importante cereal.

Afortunadamente, a lo largo de la evolución de las plantas, algunas han desarrollado genes y mecanismos de resistencia a altas concentraciones de boro en el suelo. Esto ha resultado beneficioso para muchas especies vegetales, que son así capaces de vivir en suelos menos irrigados en los que, aunque hay agua suficiente, los niveles de boratos son muy elevados. Es el caso de algunas variedades de trigo. Sin embargo, hasta la fecha, los genes responsables de esta resistencia eran desconocidos. Averiguar cuáles son podría ser muy beneficioso para seleccionar aquellas variedades que los posean.

Investigadores del Centro Australiano para la Genómica Funcional de las Plantas, en la Universidad de Adelaida, abordan este difícil problema. Difícil, porque el genoma del trigo, esa planta aparentemente tan sencilla, es enorme, casi seis veces mayor que el genoma humano, ya que posee más de 17.000 millones de letras, comparadas con las solo 3.000 millones de nuestra especie. Esto incrementa la dificultad de encontrar los genes responsables de una característica concreta, como la resistencia al boro.

A pesar de estas dificultades, los investigadores tienen éxito y publican en la revista Nature la identificación de dos genes, denominados Bo1 y Bo4, responsables en su mayor parte de la tolerancia a altos niveles de boro. La identificación de estos genes permite ahora analizar su presencia no solo en el trigo, sino también en otras especies de plantas, y utilizar esta información en la selección de las mejores variantes capaces de crecer en suelos de alto contenido en boro. Además, este descubrimiento permitirá probablemente generar futuras variedades transgénicas de plantas resistentes a elevadas concentraciones de boro, lo que podrá convertir a suelos antes improductivos en suelos productivos para una variedad de cosechas, de las que sin duda una de las más prominentes seguirá siendo el trigo, tan importante para la alimentación humana.

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