Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) han desarrollado un nuevo método sostenible para demostrar que una nueva modificación genética logra aumentar el rendimiento de aceite natural en semillas oleaginosas hasta un 15 por ciento en condiciones de laboratorio.

El equipo de investigación dirigido por el Profesor Asistente Wei Ma de la Escuela de Ciencias Biológicas de NTU modificó genéticamente una proteína clave en las plantas que regula la cantidad de aceite que producen. Esto da como resultado mayores reservas de aceite en la semilla que sirve principalmente como fuente de energía para la germinación.

El método, aún pendiente de patente,o consiste en modificar la proteína clave conocida como «Wrinkled1» (que significa arrugada1) o «WRI1», que regula la producción de aceite de las plantas. Luego de la modificación, las semillas tienen una apariencia arrugada, la característica por la cual lleva ese nombre científico.

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En laboratorio, estas semillas modificadas han mostrado con éxito un aumento en el contenido de aceites naturales en la semilla de hasta un 15 por ciento. Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista científica Plant Signaling & Behavior.

Scientists discover sustainable way to increase seed oil yield in crops
El profesor Wei Ma de NTU Singapur descubrió una forma sostenible de demostrar una nueva modificación genética que puede aumentar el rendimiento del aceite natural en semillas hasta en un 15% en condiciones de laboratorio.

«El aceite de semilla vegetal es un componente esencial en nuestra dieta diaria y la industria agrícola está buscando formas de maximizar el rendimiento de las plantas, mientras reduce los efectos ambientales del cultivo, especialmente el uso de la tierra. Nuestra investigación ayuda a aumentar la producción de aceite de semilla de forma sostenible y de manera rentable, y también abre nuevas puertas en la investigación agrícola», dijo Ma.

Se espera que la capacidad de aumentar el rendimiento en aceite de manera sostenible resulte en una mayor ganancia económica. Investigaciones anteriores han demostrado que un pequeño aumento del 1,5 por ciento en el rendimiento de aceite (por peso seco) en semillas de soja equivale a un aumento de US$ 1.260 millones en el mercado de los Estados Unidos.

Un impulso para la producción de biocombustibles

El aumento del rendimiento en el aceite en la semilla también beneficiaría a la producción de biocombustible, que es una forma de combustible limpio producido a partir de fuentes orgánicas, como los aceites vegetales.

El biocombustible se está utilizando en varias aplicaciones, incluida la alimentación de máquinas en bosques protegidos para reducir la contaminación de los combustibles fósiles y el transporte de larga distancia en automóviles, barcos y aviones.

«La demanda mundial de aceite vegetal está aumentando muy rápidamente, y se estima que se duplicará para 2030. Además, gracias a la investigación también se está aumentando el uso de biocombustibles en diversas aplicaciones, que pueden proporcionar una fuente de combustible más limpia y sostenible que el petróleo. «El aumento de la producción de aceite en cultivos clave como la soja, el girasol y la canola es, por lo tanto, esencial para un futuro más sostenible y más verde», señala Ma, quien actualmente está explorando la colaboración industrial para comercializar y desarrollar aún más la tecnología.

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El equipo de la NTU también está estudiando otras formas de maximizar las reservas de aceite de las plantas, por ejemplo, utilizando otras partes de la planta, como los tallos, para la producción de aceite.

Una manera sostenible de aumentar el rendimiento de aceite

Los esfuerzos previos en investigaciones anteriores para mejorar el rendimiento de aceite en las semillas implicaron aumentar el número proteína WRI1, método conocido como sobreexpresión, pero esto no logró aumentar el rendimiento del aceite de forma estable y constante.

Ma usó la especie Arabidopsis, una pequeña planta con flores relacionada con la col y la mostaza. Contiene todas las características de cultivos como el girasol, la canola y la soja, que sirve como una planta modelo ideal para la investigación.

Él y su equipo de investigación de la NTU desarrollaron un método que estabiliza la proteína WRI1 que también mejora su capacidad para interactuar con otras proteínas. Esto aumenta su efectividad en la producción de aceites naturales, y el método puede usarse fácilmente con otros cultivos. Esto también fomenta una forma más sostenible para que las industrias produzcan aceites naturales en lugar de simplemente aumentar la cantidad de tierra utilizada para la agricultura.

El Dr. Bo Shen, gerente principal de DuPont Pioneer, un productor internacional de semillas híbridas para la agricultura, que no participa en la investigación del equipo de la NTU, dijo que «el aceite vegetal es un importante recurso renovable para la producción de biodiesel y para el consumo en dietas de humanos y ganado. La producción total de aceite vegetal en todo el mundo alcanzó aproximadamente 185 millones de toneladas en 2017. Wrinkled1 (WRI1) es un regulador ubicuo que controla la biosíntesis de aceite en maíz, soja, canola y palma. Con una demanda creciente de aceite vegetal, la investigación de Wei Ma sobre WRI1 puede tener una importancia global. Una mejor comprensión de cómo WRI1 regula la biosíntesis del aceite podría darnos la información para desarrollar plantas que produzcan más aceite».

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Brindando otra visión independiente, el Dr. Eric Moellering, científico principal de Synthetic Genomics, una compañía de California que se centra en la biología sintética, dijo: «La investigación de Ma sobre el factor transcripcional de plantas WRI1 ha mejorado mucho nuestra comprensión de cómo se regula la biosíntesis del aceite en las semillas oleaginosas. Si bien el gen WRI1 se conoce desde hace tiempo, la investigación de Ma ha revelado información clave sobre las características estructurales de la proteína WRI1 que son críticas para su función, las interacciones de WRI1 con otras proteínas reguladoras y el papel de WRI1 en los procesos externos de regulación del aceite de semilla.

«Sin duda, estos descubrimientos contribuirán a la optimización del rendimiento del aceite de semilla en una variedad de cultivos. Como tal, la investigación de Ma está ayudando a abordar algunos de los principales desafíos del siglo XXI que enfrentamos al alimentar a una población mundial en crecimiento y al desarrollo de energía de transporte renovable. «