Investigadores del Centro para la Innovación en Bioenergía y Bioproductos Avanzados (CABBI) han desarrollado una nueva variante de sorgo que supera a la soja en producción de aceite, con un gran potencial como fuente limpia de combustible renovable. Este avance representa un hito en la búsqueda de alternativas sostenibles que respondan a la creciente demanda de biocombustibles, como el combustible de aviación sostenible (SAF) y el diésel renovable.
Tradicionalmente, el aceite de palma y las semillas oleaginosas, como la soja, han sido las principales fuentes de triacilgliceroles (TAG) para estos combustibles. Sin embargo, estas fuentes no son suficientes para satisfacer las necesidades globales futuras. Con este objetivo en mente, los investigadores han estado modificando genéticamente pastos de alta biomasa, como el sorgo, para que produzcan aceite. Estos pastos son altamente eficientes en fotosíntesis, generan grandes cantidades de biomasa y pueden crecer en condiciones climáticas adversas, lo que los convierte en candidatos ideales.
Un nuevo enfoque para la producción de aceite
En un estudio reciente publicado en el Plant Biotechnology Journal, los científicos del CABBI destacan la utilidad de una estrategia de laboratorio a campo que permite obtener sorgo con un alto contenido en TAG. Este sorgo ha sido modificado genéticamente para acumular hasta un 5.5% de TAG en sus hojas y un 3.5% en sus tallos, valores que son 78 y 58 veces superiores al sorgo no modificado, respectivamente. Esta capacidad de producción podría proporcionar aproximadamente un 1.4 veces más aceite por hectárea en comparación con la soja, posicionándolo como una nueva fuente prometedora para los biocombustibles renovables.
El Dr. Edgar Cahoon, director del Centro de Innovación en Ciencias de las Plantas de la Universidad de Nebraska y uno de los autores del estudio, enfatiza que este trabajo es el resultado del esfuerzo colectivo de un amplio equipo de expertos, demostrando cómo la investigación fundamental puede ser utilizada para desarrollar nuevos cultivos que aborden las demandas energéticas globales.
A diferencia de las semillas y frutos ricos en aceite de plantas como el aceite de palma y la soja, los TAG suelen acumularse en los órganos vegetativos de las plantas (hojas y tallos) como respuesta al estrés causado por daños en las membranas. Para diseñar un sorgo que acumule aceite vegetativo, los investigadores aplicaron una estrategia conocida como «push-pull-protect», que ya habían empleado con éxito en otras plantas. Esta estrategia implica introducir genes que «empujan» más carbono de la fotosíntesis hacia la producción de aceite, «tiran» los ácidos grasos hacia las moléculas de TAG y «protegen» el aceite almacenado de su degradación.
Utilizando métodos avanzados de transferencia genética, los científicos del CABBI lograron cultivar líneas de sorgo que, al ser sembradas en el Centro de Investigación, Extensión y Educación del Este de Nebraska, no solo mantuvieron una producción de aceite estable a lo largo de múltiples generaciones, sino que también evitaron las reducciones de biomasa observadas en estudios similares con otros cultivos de biomasa.
Estas nuevas líneas de sorgo oleaginoso ofrecen potenciales nuevas fuentes de materia prima para el diésel renovable y el SAF, reduciendo la dependencia de los cultivos de aceite tradicionales y satisfaciendo la creciente demanda de energía renovable. Además, el procesamiento del sorgo oleaginoso abre nuevas oportunidades para impulsar la bioeconomía y apoyar la vitalidad rural.
El equipo de investigación continuará estudiando cómo aumentar aún más los rendimientos de aceite, con el objetivo de cultivar variedades que contengan un 10% de TAG en peso seco. Según el Dr. Jörg Schwender, científico senior del Grupo de Ciencias de las Plantas en el Laboratorio Nacional de Brookhaven y otro de los autores del estudio, la base para mejorar los rendimientos de TAG dependerá de un análisis profundo de los efectos de la estrategia de ingeniería metabólica aplicada en el estudio. Este análisis encontró que las líneas de sorgo oleaginoso aumentan la producción de una enzima en sus hojas que descompone lípidos, lo que probablemente también afecta a los TAG.
Los hallazgos de este estudio no solo son prometedores para la producción de biocombustibles, sino que también tienen implicaciones importantes para la sostenibilidad agrícola y la economía rural, destacando la relevancia de la investigación científica en la búsqueda de soluciones efectivas y sostenibles ante los desafíos energéticos del futuro.
