Con proyectos innovadores que buscan trascender a desafíos globales enmarcados en la Agenda 2030 de las Naciones Unidas, la Universidad de Guanajuato (UG) continúa consolidándose como un referente en investigación académica. Uno de los campos destacados es la biotecnología, programa académico que se imparte desde su Campus Celaya Salvatierra (CCS), con el desarrollo de investigaciones orientadas a necesidades de la región como: biotecnología de alimentos, biotecnología agrícola y bioprocesos.
Dentro de la biotecnología agrícola, una línea de investigación se enfoca en promover la resistencia de cultivos agrícolas frente a diversos tipos de estrés con el estudio de moléculas llamadas elicitores, que ayudan a estimular las defensas naturales de las plantas: “Los elicitores son moléculas que inducen una respuesta ante diferentes tipos de estrés para poderlas proteger en algún momento dado”, explicó en entrevista una de las investigadoras involucradas en el estudio.
De acuerdo con la Dra. Laura Mejía Teniente, investigadora y profesora de la UG, responsable del proyecto en conjunto con el estudiante Raúl Antonio García Martínez, estas moléculas funcionan como una especie de vacuna para las plantas, permitiéndoles enfrentarse a enfermedades causadas por patógenos como virus, hongos y bacterias: “Las plantas tienen múltiples sistemas de reconocimiento. Hay que estimularlas o inducirlas, entonces las plantas trabajan de forma molecular, bioquímica y metabólica para poderse proteger ante los diferentes tipos de estrés biótico”.
Los virus son unos de los agentes que pueden disminuir profundamente la producción agrícola y “el que nosotros estemos investigando cuáles son aquellas moléculas que pueden estimular a la planta para poderse proteger contra estos entes biológicos o contra otros microorganismos, es de suma y pertinente importancia”, subrayó la académica.
Este trabajo está enfocado al cultivo de jitomate, hortaliza que según la Planeación Agrícola Nacional 2017-2030 de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, del gobierno de México, representa el 3.46% del PIB agrícola nacional, así como el 22.55% de la producción de hortalizas. Asimismo, esta planeación señala que México destaca por ser el principal proveedor a nivel mundial de jitomate con una participación del 25.11% del valor de las exportaciones mundiales en el mercado internacional.
Con esta pertinencia, el principal objetivo de este proyecto es mejorar la productividad agrícola ante los efectos adversos del cambio climático. Por lo que las plantas, al ser estimuladas por estos elicitores, desarrollan una mayor tolerancia a factores de estrés abiótico -como las sequías o los suelos salinos que afectan la producción en varias regiones-.
“Actualmente, y derivado también del cambio climático, se encuentra un déficit de producción agrícola y eso se debe a los diferentes cambios ambientales que hemos estado sufriendo y a los que las plantas son susceptibles también. (…) Con ello pretendemos que este proyecto sea un plus para que se pueda estimular la resistencia y o tolerancia de las plantas”.
Este trabajo no solo atiende un impacto a nivel agrícola, también contribuye a la seguridad alimentaria global. De esta manera su impacto se puede visibilizar principalmente en Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) como (2) Hambre cero; (4) Educación de calidad; (9) Industria, innovación e infraestructura; (13) Acción por el clima; entre otros más que se enlazan en esta alianza para lograr los objetivos (ODS 17).
Esta investigación se realiza en colaboración con el Dr. Jesús Rubén Rodríguez Núñez, profesor e investigador del Programa de Ingeniería en Biotecnología de la División de Ciencias de la Salud e Ingenierías del CCS; y con la comunidad estudiantil. El Dr. Rodríguez Núñez, trabaja en la innovación nuevos materiales y productos a base de quitosano -polímero biodegradable que es obtenido de la quitina, un polisacárido que se encuentra en cáscara de camarón-.
Para este proyecto cuyo proceso implica la fragmentación de ácidos nucleicos de patógenos, a través de la sonicación, y el atrapamiento de éstos en nanopartículas; el Dr. Rodríguez Núñez, desarrolló una metodología para la generación de nanopartículas de quitosano que pudieran ser viables para el atrapamiento molecular de ácidos nucleicos.
“El doctor Rubén, y su equipo de estudiantes, generan las nanopartículas y nosotros extraemos y fragmentamos el ácido nucleico que será utilizado para cargar las nanopartículas de quitosano. Este producto final, es el que utilizaremos para evaluar la inducción de resistencia o tolerancia a estrés biótico en plantas de jitomate, frente a sus principales patógenos, por ejemplo, Xanthomonas spp. responsable de la enfermedad conocida como mancha bacteriana y que produce lesiones en tejido foliar y frutos, así como al antes mencionado estrés abiótico”, precisó la Dra. Laura Mejía.
Además, la investigación que se está realizando en el Programa de Ingeniería en Biotecnología de la Universidad de Guanajuato aborda la importancia de los metabolitos secundarios que las plantas generan en respuesta a dichos estímulos. Uno de estos compuestos y de gran relevancia es el licopeno, un antioxidante presente en algunos alimentos como frutas y verduras, al ser el jitomate una fuente importante de este carotenoide encargado de otorgar la distintiva pigmentación roja. La Dra. Mejía menciona que, a través de la estimulación de las plantas, se podría incrementar la producción de licopeno, lo que beneficia tanto a la salud humana como al valor nutricional de los productos agrícolas.
El proyecto no solo se centra en el desarrollo de mejores cultivos, sino que también trabaja en colaboración con la industria. Las y los estudiantes de Ingeniería en Biotecnología tienen la oportunidad de vincularse con el sector privado, realizando investigaciones que pueden ser aplicadas directamente en la industria alimentaria o en bioprocesos, lo que favorece su inserción en el campo laboral.
“Biotecnología es un área muy importante en esta región del Bajío, porque nos permite tener esos proyectos de colaboración no solamente con productores sino también con la industria privada. Varios de nuestros estudiantes han logrado incorporarse a la industria privada, no solamente en el sector agrícola, sino también en la parte de bioprocesos y en la parte alimentaria. Entonces, nuestros estudiantes son líderes de campo por la oferta que se les brinda aquí mismo, dentro de la institución”.
En una sinergia entre el sector académico y productivo, con beneficio directo a la comunidad universitaria y sociedad, la investigación en biotecnología en la Universidad de Guanajuato también resalta por su enfoque en la formación integral de sus estudiantes. Acompañados por una planta académica con profesorado con posgrado y experiencia en investigación, orientan en su formación a las y los futuros biotecnólogos en el desarrollo de proyectos científicos con un fuerte componente social y económico.
Los proyectos de investigación en esta área están especialmente dirigidos a atender las necesidades del Bajío, región de México con una fuerte actividad agrícola. Al centrarse en cultivos como el jitomate y otros vegetales de interés agroeconómico, el personal de investigación de la UG contribuye a la mejora de las prácticas agrícolas locales, así como a la promoción de soluciones innovadoras que podrían tener repercusiones a nivel nacional e internacional.
El Programa Educativo de Ingeniería en Biotecnología se imparte en la Sede Mutualismo de la División de Ciencias de la Salud e Ingenierías en la ciudad de Celaya. Para conocer más puedes consultar su plan curricular en: www.ugto.mx/licenciaturas/por-orden-alfabetico-i/ingenieria-en-biotecnologia.