El rol clave de Brasil en las investigaciones sobre la caña de azúcar para la generación de bioenergía

Un análisis a cargo de científicos de la Universidad de São Paulo muestra también que es necesario avanzar en las técnicas de ingeniería genética con miras a incrementar la producción de etanol sin expandir las áreas de cultivo, una estrategia que se considera crucial para enfrentar el cambio climático

Por Julia Moióli  |  Agência FAPESP – Las publicaciones sobre la caña de azúcar han venido incrementándose exponencialmente desde el año 2006 en todo el mundo, y Brasil es el país con la mayor cantidad de artículos publicados durante este período de tiempo, según se consigna en una revisión de estudios publicada en el periódico científico BioEnergy Research.

Entre 1999 y 2006, la frecuencia de artículos publicados era de alrededor de cinco por año, pero en 2021 fueron 327. Brasil responde por el doble de publicaciones que Estados Unidos –el país de mayor volumen de publicaciones científicas en el mundo– y se ubica a la delantera de Australia, China y la India, que también plantan caña de azúcar.

De acuerdo con los investigadores del Laboratorio de Fisiología Ecológica de Plantas (Lafieco), del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP), responsables del trabajo, este descubrimiento refuerza la importancia de Brasil en el escenario mundial de sostenibilidad.

“La caña de azúcar es una de las herramientas más importantes con las que cuenta el país para enfrentar los cambios climáticos, ya que con base en ella producimos etanol, un importante biocombustible renovable que puede reemplazar a los combustibles fósiles”, dice Marcos Buckeridge, coordinador del Lafieco y de la revisión de estudios, que contó con la financiación de la FAPESP (proyectos 19/13936-0, 22/05524-7 y 22/00441-6). “No obstante, no hay etanol suficiente en el mundo: urge producir más, y esto requiere el mejoramiento genético de la cañamiel.”

En la referida revisión de estudios, los científicos analizaron también el mejoramiento genético (el cruzamiento de plantas y la selección de aquellas que exhiben un mejor desarrollo) en el transcurso de la historia, desde la llegada de los portugueses a Brasil hasta las variedades disponibles actualmente.

“Pesa a la evolución, las estrategias de ingeniería genética aplicadas a la caña de azúcar aún deben avanzar si las comparamos con las de otros cultivos. Asimismo, llegamos a un límite en términos genéticos: o aumentamos la cantidad o aumentamos el tamaño de las células para que puedan almacenar más azúcar, lo que requiere de tecnologías sofisticadas que operan con grandes cantidades de datos, tales como las de métodos analíticos, la bioinformática y el análisis computacional, entre otras, para ayudar a mejorar el rendimiento fisiológico de la caña de azúcar e incrementar la productividad sin expandir el área de cultivo.”

Los desafíos futuros

Sin embargo, para poder controlar con precisión el comportamiento de la caña de azúcar y que la planta tenga potencial ante un panorama de cambio climático, con sequías e inundaciones extremas, científicos de todo el mundo deben hacer frente a dos obstáculos. El primero es la secuenciación genómica, que es necesario perfeccionar aún. A la cabeza del principal frente de este trabajo en Brasil se ubica Diego Pachon, investigador del Centro de Energía Nuclear en la Agricultura (Cena-USP).

Una vez que se obtenga exitosamente la secuenciación genómica precisa de la caña de azúcar, se necesitarán técnicas que puedan aportar modificaciones específicas en el genoma. La principal apuesta de los científicos en tal sentido es la tecnología de edición genética CRISPR-Cas9, que el investigador Marcelo Menossi ya está probando en el Instituto de Biología de la Universidad de Campinas (IB-Unicamp).

Estados Unidos, la India y Australia –otros importantes centros productores y de investigaciones referentes a la caña de azúcar en el mundo– también han obtenido avances en dicha área durante los últimos años.

La revisión de estudios del Lafieco contó con el apoyo del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología del Bioetanol (el INCT del Bioetanol) –uno de los INCT que en el estado de São Paulo apoya la FAPESP junto al Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) de Brasil– y del Centro de Investigaciones para la Innovación en Gases de Efecto Invernadero (RCGI)– un Centro de Investigaciones en Ingeniería (CPE) constituido por FAPESP y la compañía Shell en la Escuela Politécnica de la USP (Poli-USP).

Puede leerse el artículo intitulado Biotechnologies to Improve Sugarcane Productivity in a Climate Change Scenario en el siguiente enlace: link.springer.com/article/10.1007/s12155-023-10649-9.