Nueva prueba de ADN revela el papel climático oculto de las plantas

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Las raíces de las plantas son esenciales tanto para la producción de alimentos como para el clima, pero hasta ahora han sido casi imposibles de medir con precisión. Los investigadores de la Universidad de Aarhus ahora han desarrollado un método que funciona como una “prueba de ADN del suelo”, que muestra cuánta biomasa de raíz tiene cada especie y cuánto carbono almacenan bajo tierra.

Las raíces de las plantas tienen un potencial climático que desconocemos. Con una nueva tecnología de ADN, investigadores daneses ahora pueden ver cuánta biomasa y carbono subsumen bajo tierra, sin hacer un pozo. Crédito de la imagen: colourbox.com

Pocos de nosotros pensamos en lo que sucede debajo de nuestros pies cuando caminamos por un campo de trigo o trébol. Vemos los tallos, las hojas y las flores, pero en la práctica no tenemos acceso directo a las raíces.

Las raíces, sin embargo, son fundamentales. Anclan las plantas al suelo, les suministran agua y nutrientes y contribuyen al almacenamiento de carbono. Pero debido a que las raíces están ocultas, los investigadores han luchado durante décadas para medir cuánta biomasa se encuentra a continuación y cómo se distribuye entre las especies.

“Siempre hemos sabido que las raíces son importantes, pero nos ha faltado una herramienta precisa para medirlas. Es un poco como estudiar los ecosistemas marinos sin poder sumergirse bajo la superficie del agua”, dijo Henrik Brinch-Pedersen, profesor del Departamento de Agroecología de la Universidad de Aarhus.

Entre las botas en el fango y las huellas genéticas digitales
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Hasta ahora -señala un artículo de la Universidad de Aarhus firmado por Camilla Brodam Galacho, los investigadores típicamente miden las raíces desenterrando grandes muestras de suelo, lavándolas y sopesándolas. Es un proceso largo, y las raíces a menudo son destruidas en el proceso. Y es un problema importante, ya que las raíces finas y más delicadas son las más activas para absorber nutrientes y liberar carbono al entorno del suelo.

En cambio, el nuevo método se basa en gotas digitales PCR (DDPCR), una tecnología de ADN en la que una muestra de suelo se divide en decenas de miles de gotas microscópicas, cada una de las cuales se analiza para detectar la presencia de ADN.

Los investigadores usan un marcador genético llamado Espaciador Transcripto Interno 2 ITS2, que funciona como una huella digital para cada especie. De esta manera, los investigadores no sólo pueden ver que las raíces están presentes, sino también identificar a qué especies pertenecen y cuánta biomasa representan.

“Es un poco como hacerle al suelo una prueba de ADN”, señaló Henrik Brinch-Pedersen. “De repente podemos ver la distribución oculta de las especies y la biomasa sin cavar por todo el campo”.

Reconocimiento internacional
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El método fue desarrollado por un equipo de investigación compuesto por Nurbanu Shynggyskyzy, Claus Krogh Madsen, Per L. Gregersen, Jim Rasmussen, Uffe Jørgensen y Henrik Brinch-Pedersen. La investigación ha sido publicado en la reconocida revista Plant Physiology y ya ha recibido atención especial en un artículo de News & Views que lo acompaña, donde expertos internacionales lo destacan como un avance.

¿Para qué se le puede usar?
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La nueva tecnología abre una amplia gama de aplicaciones:

Investigación climática: medir con precisión cuánto carbono almacenan diferentes cultivos en el suelo es crucial para documentar y mejorar la contribución climática de la agricultura.
Selección vegetal: El método desarrollado en la Universidad de Aarhus permite a los investigadores seleccionar variedades que envían más biomasa al sustrato sin reducir los rendimientos del suelo.
Biodiversidad: en pastizales y cultivos mixtos, ahora es posible ver cómo las especies compiten o cooperan bajo tierra, algo que antes era casi imposible.

“Vemos un gran potencial en el uso de este método para desarrollar variedades que almacenen más carbono en el suelo. Podría convertirse en una herramienta importante en la agricultura futura”, expresó Henrik Brinch-Pedersen.

Raíces como solución climática
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No es coincidencia que los investigadores se centren en las raíces. Si bien generalmente pensamos en las turbinas eólicas y los automóviles eléctricos como soluciones climáticas, los sistemas de raíces vegetales también tienen un gran potencial en forma de almacenamiento de carbono biológico.

Cuando las plantas se desarrollan, extraen Co₂ de la atmósfera y envían parte del carbono a sus raíces. Allí, puede permanecer almacenado en el suelo durante décadas, o incluso siglos, si podemos desarrollar sistemas de cultivo que maximicen este potencial.

Sin las herramientas de medición precisas, sin embargo, ha sido difícil documentar el efecto. Aquí es donde la nueva tecnología de ADN podría convertirse en una respuesta revolucionaria.

Limitaciones y próximos pasos
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El método no está exento de desafíos. Por ejemplo, los híbridos genéticos como Ryegrass y Ryegrass italiano pueden ser difíciles de distinguir porque su ADN es muy similar. Y el método requiere desarrollar sondas de ADN específicas para cada especie que los investigadores deseen medir.

“Para nosotros, lo más importante es que hemos demostrado que se puede hacer. Esa es la base en la que podemos construir. Nuestra visión es expandir la biblioteca de ADN para que en el futuro podamos medir muchas más especies directamente en muestras de suelo”, manifestó Henrik Brinch-Pedersen.

Antes, los investigadores dependían previamente del trabajo de campo, que demanda mucho tiempo, en tanto el nuevo método permite que el análisis se realice rápida, precisamente y a una escala mucho mayor.

Ahora, los investigadores pueden echar un vistazo preciso al mundo subterráneo que hasta ahora ha ‘permanecido oculto’.

Cita
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El artículo “Digital PCR enables direct root biomass quantification and species profiling in soil samples” (La PCR digital permite la cuantificación directa de la biomasa de la raíz y los perfiles de especies en muestras de suelo) fue publicado en Plant Physiology. Autores: Nurbanu Shynggyskyzy, Claus Krogh Madsen, Per L. Gregersen, Jim Rasmussen, Uffe Jørgensen & Henrik Brinch-Pedersen.

Digital PCR enables direct root biomass quantification and species profiling in soil samples Nurbanu Shynggyskyzy, Claus Krogh Madsen, Per L Gregersen, Jim Rasmussen, Uffe Jørgensen, Henrik Brinch-Pedersen Plant Physiology, Volume 198, Issue 3, July 2025, kiaf276, https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf276