Investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (Ibmcp), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), coordinan el proyecto europeo Susphire (Sustainable Bioproduction of Pheromones for Insect Pest Control in Agriculture), que pretende utilizar la biología sintética para diseñar plantas y hongos a la carta que produzcan feromonas sexuales de insectos con el objetivo de confundir a las plagas que dañan los cultivos.

En el proyecto, que está financiado por la UE con 1,6 millones de euros, también colaboran científicos del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA) que el CSIC tiene en Burjassot y del Centro de Ecología Química Agrícola de la UPV, junto a la empresa Ecología y Protección Agrícola SL, además de científicos de centros de investigación de Alemania, Reino Unido y Eslovenia.

Susphire se basa en los resultados obtenidos por el proyecto SexyPlant con el que un equipo de estudiantes de la UPV, asesorados por científicos del CSIC en el Ibmcp, ganó el IGEM de 2014, un concurso mundial de biología sintética organizado por el Massachusetts Institute of Technology (MIT), la mejor universidad del mundo.

Hoy en día, debido al cambio climático, las plagas de insectos son cada vez mayores, lo que tiene como consecuencia una reducción de hasta 80 % en el rendimiento de los cultivos. El coste del tratamiento de los cultivos está creciendo en todo el mundo y se estima que alcance cifras de 17.500 millones de dólares en el año 2022.

Algunas de las plagas más agresivas para los cultivos son las provocadas por las larvas de los insectos. Éstos emplean para comunicarse unas moléculas llamadas semioquímicos, siendo las más conocidas las feromonas sexuales que producen las hembras vírgenes para atraer a parejas de su especie.

Control sostenible de las plagas

Según indica el investigador del CSIC en el Ibmcp y coordinador de Susphire, Diego Orzáez, "creemos que, con una población humana mundial en constante crecimiento, el control de plagas mediante métodos sostenibles tiene un enorme impacto económico y social. Estimamos que la fabricación biológica de las moléculas objetivo de Susphire es una excelente oportunidad para expandir el mercado de las feromonas, lo que contribuye a reducir los costes globales de los programas de control integrado de plagas".

Partiendo del concepto inicial del proyecto SexyPlant, este trabajo permitirá identificar y validar las enzimas biosintéticas claves para la bioproducción de las feromonas del grupo de insectos de la superfamilia Coccoidea, conocidos popularmente como cochinillas. Las feromonas producidas biológicamente podrán emplearse para controlar las plagas de estos insectos que afectan la agricultura y la horticultura.

José Marcos, investigador del IATA del CSIC, que también participa en el proyecto, añade que "sabemos que el uso de feromonas sexuales para el control de plagas es factible, pero dependiendo de la especie, la fabricación puede ser difícil y costosa. Nosotros queremos emplear técnicas de biología sintética para identificar y reescribir las vías de biosíntesis de las feromonas de los insectos, optimizando así su bioproducción en plantas y hongos".

Alternativa a los plaguicidas

La aplicación de feromonas sexuales a los cultivos permite interrumpir el apareamiento en los insectos dañinos e impedir la reproducción, proporcionando así un método de control altamente específico de especie. Esto supone una alternativa sostenible a los plaguicidas convencionales, que tienen un impacto negativo sobre toda la biodiversidad y cuyo uso se está restringiendo progresivamente.

Las feromonas sexuales de insectos ya se usan como estrategia de control de plagas. Sin embargo, la síntesis química es actualmente el único enfoque para su fabricación, lo que conlleva un alto coste y la en ocasiones la producción de residuos tóxicos. El proyecto Susphire quiere demostrar que la síntesis biológica puede proporcionar una plataforma de fabricación sostenible y de bajo coste para la producción de feromonas de insectos que sea además comercialmente viable.