El suministro mundial de chocolate se ve amenazado por una enfermedad; una nueva planta de cacao ofrece una solución

Ahora, tras décadas de investigación, científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania han desarrollado una nueva variedad de cacao resistente a las enfermedades, y afirman que tiene el potencial de cambiar de forma radical la industria del chocolate.

La nueva variedad de cacao es fruto de décadas de investigación dirigida por Mark Guiltinan, catedrático J. Franklin Styer de Botánica Hortícola y profesor de biología molecular vegetal en el Departamento de Ciencias Vegetales de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Estatal de Pensilvania, y Siela Maximova, profesora investigadora de biotecnología vegetal en el mismo departamento.

«Para los consumidores, el chocolate es algo que esperan encontrar cada día en las estanterías de las tiendas, pero detrás de ese producto hay un cultivo y una industria que se enfrentan a importantes retos», afirmó Guiltinan. «Nuestro objetivo es desarrollar herramientas que ayuden a los productores a seguir produciendo cacao de forma sostenible y rentable».

El Programa de Biología Molecular del Cacao de la Universidad Estatal de Pensilvania, que dirigen conjuntamente Guiltinan y Maximova, tiene sus orígenes en una dotación financiada por la industria y creada en la década de 1980. Desde entonces, los investigadores de la Universidad han desarrollado herramientas fundamentales para la biotecnología del cacao, han cartografiado importantes vías genéticas y han creado uno de los programas de investigación sobre el cacao más punteros del mundo.

La universidad ha firmado recientemente un acuerdo de licencia con AgroNetica, una empresa de biotecnología especializada en el cacao, con el fin de trabajar para hacer llegar la planta a los productores de todo el mundo. La empresa impulsará los ensayos de campo de las plantas con el objetivo de, en última instancia, comercializarlas directamente entre los productores, lo que contribuirá a hacer frente a algunas de las amenazas más importantes a las que se enfrenta la producción mundial de chocolate.

El acuerdo con AgroNetica representa un nuevo capítulo en el esfuerzo de la Universidad por comprender y mejorar el cacao, afirmó Maximova, un esfuerzo centrado en traducir los descubrimientos en tecnologías que puedan ayudar a los productores, fortalecer las cadenas de suministro y respaldar el futuro de la producción de chocolate.

«Gracias a esta inversión a largo plazo en investigación y al mantenimiento de un programa sostenido, ahora tenemos la oportunidad de empezar a poner las tecnologías desarrolladas aquí en el laboratorio al alcance de los agricultores», afirmó Maximova. «El objetivo siempre ha sido ayudar a los productores de cacao y al sector. Ahora nos encontramos en una situación en la que contamos con un socio cuya experiencia permite llevar estos descubrimientos al uso en el mundo real».

Según Guiltinan, esta nueva oportunidad de comercialización reviste especial importancia, ya que la producción mundial de cacao se enfrenta a amenazas cada vez mayores derivadas de enfermedades, la variabilidad climática y las condiciones ambientales cambiantes que ponen en peligro tanto los medios de vida de los productores como las cadenas de suministro.

Se estima que solo la enfermedad de la vaina negra, una afección especialmente destructiva causada por un patógeno similar a un moho, provoca pérdidas de rendimiento de aproximadamente un 30 % en todo el mundo, señaló, mientras que las presiones relacionadas con el clima siguen amenazando la producción en las principales regiones productoras de cacao.

Originario de la selva amazónica, el cacao evolucionó como un árbol del sotobosque que crecía bajo el dosel de la selva tropical. Hoy en día, se cultiva en regiones tropicales de África, Asia y América Latina, a menudo en condiciones ambientales muy diferentes de aquellas en las que la especie evolucionó.

«El cacao evolucionó en un entorno de selva tropical muy estable», explicó Guiltinan. «Es una planta delicada en muchos aspectos. Los cambios en las precipitaciones, la temperatura y la humedad pueden afectar a la producción, y algunos de esos cambios también pueden aumentar la incidencia de enfermedades».

El fitomejoramiento tradicional del cacao es notoriamente lento. Maximova explicó que desarrollar y evaluar nuevas variedades puede llevar décadas, ya que los árboles de cacao necesitan aproximadamente tres años para madurar y producir semillas. Ese lento ritmo de crecimiento significa que el cambio climático supone una amenaza especialmente peligrosa para su supervivencia, añadió. No solo las condiciones ambientales están cambiando más rápido de lo que las plantas pueden evolucionar, sino que el aumento de la humedad y la variabilidad climática pueden crear condiciones favorables para los patógenos y las plagas de insectos.

«El clima está cambiando más rápido de lo que estos árboles pueden adaptarse de forma natural», afirmó. «Uno de nuestros objetivos es desarrollar herramientas que ayuden a los fitomejoradores a responder más rápidamente a esos retos».

En un estudio publicado en la revista *Plant Biotechnology Journal*, los investigadores combinaron herramientas genéticas avanzadas, como la secuenciación y la edición del genoma, con el fitomejoramiento tradicional para crear una planta de cacao con una resistencia significativamente mejorada a la enfermedad de la vaina negra.

Mediante la tecnología de edición genética (CRISPR), los científicos modificaron un gen del cacao conocido como TcNPR3, que actúa como un freno natural del sistema inmunitario de la planta. La mutación activa parcialmente la respuesta de defensa de la planta, aumentando sus defensas frente a posteriores infecciones por patógenos. Tras introducir la modificación deseada, los investigadores cruzaron las plantas para eliminar todo el material transgénico —es decir, el ADN extraño asociado al mecanismo de edición genética—, dejando únicamente el cambio genético beneficioso.

El resultado fue una planta de cacao que presentaba una modificación genética precisa para la tolerancia a la enfermedad, pero que ya no se consideraba un organismo modificado genéticamente (OMG), en consonancia con los marcos normativos de Estados Unidos y la Unión Europea, que tratan ciertos rasgos editados genéticamente de forma similar a los desarrollados mediante el fitomejoramiento convencional.

«En un caso, solo cambiamos dos bases en todo el genoma de la planta», explicó Guiltinan. «De unos 450 millones de bases, ese único cambio supuso una reducción de aproximadamente el 42 % de la enfermedad en condiciones de laboratorio».

Aunque las plantas editadas han mostrado resultados prometedores en las pruebas de laboratorio, los investigadores hicieron hincapié en que es necesario seguir trabajando antes de que los agricultores puedan cultivarlas con fines comerciales. Se están llevando a cabo evaluaciones de campo en colaboración con el Departamento de Agricultura de EE. UU. en Hawái y Puerto Rico, donde los investigadores evaluarán el rendimiento en condiciones reales de cultivo.

«Estas plantas están diseñadas específicamente para mejorar la resistencia a las enfermedades», señaló Maximova. «El siguiente paso es demostrar su rendimiento en ensayos de campo. La ampliación de la producción y la comercialización serán los próximos retos si los ensayos de campo resultan alentadores. Ahí es donde los socios comerciales pueden desempeñar un papel importante para ayudar a impulsar esta tecnología».

Señaló que la comercialización de variedades mejoradas de cacao requiere una inversión sustancial, más allá de lo que las universidades están preparadas para aportar.

Ahí es donde entra en juego AgroNetica. La empresa ha obtenido recientemente la licencia de los derechos comerciales de las plantas portadoras de la mutación que les confiere tolerancia a las enfermedades. AgroNetica tiene previsto probar, ampliar la producción y comercializar nuevas variedades de cacao con características mejoradas para una producción más sostenible en los países productores de cacao. La empresa también tiene previsto introducir rasgos adicionales de su cartera de desarrollo destinados a mejorar la resistencia al calor y a la sequía, reducir la acumulación de cadmio, permitir una arquitectura vegetal más compacta y una mayor mecanización, acelerar el tiempo hasta la primera cosecha y desarrollar variedades de cacao sin cafeína.

«Se necesitan millones de dólares y muchos años para llevar una nueva variedad de cultivo a los agricultores», afirmó Maximova. «Por eso son tan importantes las colaboraciones con empresas dispuestas a invertir en desarrollo, pruebas y implantación».

Aunque la tecnología licenciada se centra en la resistencia a las enfermedades, Maximova y Guiltinan también están estudiando rasgos relacionados con la resiliencia climática y la productividad de los cultivos. El mejoramiento genético acelerado y la edición del genoma se convertirán en herramientas cada vez más importantes a medida que sigan aumentando las presiones medioambientales sobre la producción de cacao, explicaron.

«Las enfermedades están cambiando. El clima está cambiando. Los retos a los que se enfrentan los productores siguen evolucionando», señaló Maximova. «No es algo que se resuelva de una vez y ya está. Se trata de un esfuerzo continuo para desarrollar mejores plantas y ofrecer nuevas opciones a los productores».

Para Guiltinan, el acuerdo de licencia representa algo más que un hito comercial. Es la prueba de que la investigación universitaria a largo plazo puede reportar beneficios tangibles para la agricultura.

«Estamos intentando resolver problemas reales para los agricultores», afirmó. «Si podemos ayudar a los productores a reducir las pérdidas, mejorar la productividad y adaptarse más rápidamente a las condiciones cambiantes, esa será la medida definitiva del éxito».