Los ensayos de campo en el noroeste y el suroeste muestran que los álamos pueden modificarse genéticamente para reducir los impactos negativos en la calidad del aire y dejar su potencial de crecimiento prácticamente sin cambios. dice un investigador de la Universidad Estatal de Oregon que colaboró ​​en el estudio.

Los resultados, publicado hoy en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , son importantes porque las plantaciones de álamos cubren 9,4 millones de hectáreas en todo el mundo, más del doble de la tierra utilizada hace 15 años. Los álamos son árboles de rápido crecimiento que son una fuente de biocombustible y otros productos, incluido el papel, palets, madera contrachapada y marcos de muebles.

Un inconveniente de las plantaciones de álamo es que los árboles también son un importante productor de isopreno, el componente clave del caucho natural y un precontaminante.

Los aumentos de isopreno afectan negativamente la calidad del aire regional y también desequilibran el presupuesto energético mundial al generar niveles más altos de producción de aerosoles atmosféricos. más ozono en el aire y mayor vida útil del metano. El ozono y el metano son gases de efecto invernadero, y el ozono también es un irritante respiratorio.

Álamos y otros árboles, incluido el roble, los eucaliptos y las coníferas producen isopreno en sus hojas en respuesta al estrés climático, como las altas temperaturas.

Una colaboración de investigación dirigida por científicos de la Universidad de Arizona, el Instituto de Fitopatología Bioquímica de Alemania, Los álamos modificados genéticamente de la Universidad Estatal de Portland y la OSU para no producir isopreno, luego los probó en ensayos de tres años en plantaciones en Oregon y Arizona.

Descubrieron que los árboles cuya producción de isopreno estaba genéticamente suprimida no sufrían efectos nocivos en términos de fotosíntesis o "producción de biomasa"; podían producir combustible y crecer tan bien como los árboles que producían isopreno.

Steve Strauss, profesor distinguido de biotecnología forestal en el OSU College of Forestry, dijo que hay un par de posibles explicaciones para los hallazgos.

Uno es que sin la capacidad de producir isopreno, los álamos modificados parecen estar produciendo "compuestos protectores compensatorios".

Otra es que la mayor parte del crecimiento de los árboles tiene lugar durante las épocas más frías del año, entonces el estrés por calor, que desencadena la producción de isopreno, probablemente tenga poco efecto sobre la fotosíntesis en ese momento.

"Nuestros hallazgos sugieren que las emisiones de isopreno se pueden disminuir sin afectar la producción de biomasa en las plantaciones de bosques templados, ", Dijo Strauss." Eso es lo que queríamos examinar:¿puede rechazar la producción de isopreno, y ¿es importante para la productividad de la biomasa y la sanidad vegetal en general? Parece que tampoco afecta significativamente. En arizona donde hace mucho calor, si el isopreno importaba para la productividad, se mostraría de una manera llamativa, pero no lo hizo. Las plantas son inteligentes, compensarán y harán algo diferente si es necesario ".

En este estudio, Los científicos utilizaron una herramienta de ingeniería genética conocida como interferencia de ARN. ARN, ácido ribonucleico, transmite instrucciones de codificación de proteínas del ADN de cada célula, ácido desoxirribonucleico, que contiene el código genético del organismo.

"La interferencia del ARN es como una vacuna:desencadena un mecanismo natural y altamente específico mediante el cual se suprimen objetivos específicos, ya sean ARN de virus o genes endógenos, ", Dijo Strauss." También puede hacer esto con CRISPR a nivel de ADN, y normalmente funciona incluso mejor ".

CRISPR, abreviatura de "repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas, "se dirige a tramos específicos de código genético para la edición de ADN en ubicaciones exactas.

"También se puede hacer lo mismo mediante la cría convencional, ", Dijo Strauss." Sería mucho menos eficiente y preciso, y podría ser una pesadilla para los fitomejoradores que podrían necesitar reevaluar todo su germoplasma y posiblemente excluir sus cultivares más productivos como resultado, Pero pudo estar hecho."

El autor para correspondencia Russ Monson de la Universidad de Arizona dijo que el estudio sienta las bases para futuras investigaciones sobre isopreno, incluso en diferentes entornos de cultivo.

"El hecho de que los cultivares de álamo se puedan producir de una manera que mejore los impactos atmosféricos sin reducir significativamente la producción de biomasa nos da mucho optimismo, ", Dijo Monson." Nos esforzamos por lograr una mayor sostenibilidad ambiental mientras desarrollamos fuentes de biomasa a escala de plantación que pueden servir como alternativas de combustibles fósiles. También debemos seguir trabajando para encontrar soluciones a los obstáculos regulatorios y del mercado actuales que dificultan la investigación a gran escala y los usos comerciales de los árboles modificados genéticamente ".

Los sistemas de manejo forestal sostenible y sus organismos de certificación operan bajo el supuesto de que genéticamente modificado equivale a peligroso, Dijo Strauss.

"Si algo es OGM, es culpable hasta que se demuestre que es seguro en la mente de muchos y en nuestras regulaciones actuales, ", dijo." Estas tecnologías son nuevas herramientas que requieren investigación científica para evaluarlas y perfeccionarlas caso por caso. Tenemos una gran necesidad de ampliar la producción de productos forestales y servicios ecológicos sostenibles y renovables. y las biotecnologías pueden ayudar a satisfacer esa necesidad ".