La caña de azúcar es un importante contribuyente al azúcar mundial y esta hierba dulce cubre más del 70% de las necesidades mundiales de sacarina. Se cultiva desde tiempos prehistóricos como fuente de azúcar. Además, tiene un gran potencial para ser utilizado en la producción de bioetanol y se ha cultivado en muchos países como cultivo energético. Brasil es el mayor consumidor de biocombustibles de caña de azúcar, seguido de Estados Unidos y satisface el 50% de sus necesidades energéticas a través de biocombustibles. Hacen funcionar más de 5,0 millones de automóviles con etanol hidratado con un contenido de etanol del 95,5%. Estos hechos nos llevan a esforzarnos por mejorar el cultivo de caña de azúcar para que las necesidades energéticas mundiales puedan satisfacerse de manera sostenible. Hasta ahora se han desarrollado varias variedades prometedoras, pero se ven expuestas a ciertos estreses drásticos, incluidos estreses bióticos y abióticos. Del mismo modo, se han realizado esfuerzos para mejorar la recuperación del azúcar. Desde entonces, la productividad y la calidad de los cultivos sólo pueden mejorarse empleando tecnologías innovadoras. El cultivo de tejidos vegetales y la ingeniería genética tienen un gran potencial para resolver los problemas que enfrenta este cultivo. La tecnología transgénica puede hacer mucho para abordar todas las limitaciones de rendimiento antes mencionadas, ya que cualquiera de los genes extraños puede introducirse en la planta mediante metodologías de transformación genética.
Diferentes métodos de transformación, es decir, biolísticos agrobacteria y electroporación se han empleado para diseñar rasgos agronómicos valiosos como la resistencia contra herbicidas, virus e insectos. Se han realizado esfuerzos para diseñar vías metabólicas para mejorar el contenido de azúcar y para la producción de biopolímeros y bioplásticos. Los enfoques ómicos han contribuido mucho a comprender y explorar el genoma de la caña de azúcar para desarrollar clones mejorados. Los hitos en genómica estructural y funcional también son convincentes. Se han desarrollado diferentes tipos de marcadores para acelerar el mejoramiento molecular mediante la identificación temprana de genotipos superiores. Por lo tanto, las intervenciones biotecnológicas tienen un gran potencial para promover la caña de azúcar no sólo como un futuro cultivo energético sino también como una fábrica para la producción de compuestos terapéuticos e industriales.
Estas intervenciones se han discutido aquí para enfocar áreas críticas de investigación que puedan atraer investigadores para el mejoramiento de este cultivo. Comprender los mecanismos moleculares implicados en las rutas metabólicas y la acumulación de sacarosa supondrá un verdadero hito en el desarrollo de futuros cultivos energéticos. Del mismo modo, la importancia de in vitro. Se ha destacado la importancia de los avances en las técnicas de cultivo de tejidos para la conservación del germoplasma, el desarrollo de variantes somaclonales y la transformación genética. Asimismo, se ha discutido el potencial de la tecnología transgénica para desarrollar plantas resistentes a insectos, enfermedades y tolerantes a herbicidas. Se ha revisado la ómica, un área potencial real de investigación futura, para resaltar el papel de la genómica, la transcriptómica, la proteómica y la metabolómica en el mejoramiento de los cultivos de caña de azúcar y en el desarrollo de la caña energética.
Esta investigación convencional ha contribuido en gran medida y ha dado su máximo. Por tanto, la única esperanza de conseguir cultivos agrícolas mejorados es la implicación de la investigación avanzada. La adopción de intervenciones biotecnológicas ha demostrado su valor y más de 18 millones de agricultores en 26 países están cultivando cultivos genéticamente modificados en una superficie de 185,1 millones de hectáreas (457,4 millones de acres), que aumenta cada año. Más del 90% de estos cultivos son resistentes a los insectos o tolerantes a los herbicidas, lo que resultó en una disminución masiva en el uso de pesticidas químicos en un 37%, un aumento del rendimiento de los cultivos en un 22% y un aumento de las ganancias de los agricultores en un 68%. Sin embargo, las intervenciones biotecnológicas han producido genotipos agronómicamente mejorados, pero los científicos están trabajando actualmente para diseñar cultivos de caña de azúcar como plataforma para la producción a gran escala de productos químicos con importancia industrial y terapéutica. Por lo tanto, las intervenciones biotecnológicas son muy prometedoras para desarrollar un mejor cultivo de caña de azúcar con características agronómicas, contenidos de azúcar y producción de biocombustibles mejorados.
Escrito por:
Ghulam Mustafa, Faiz Ahmad Joyia, Sultana Anwar, Aqsa Parvaiz y Muhammad Sarwar Khan
Para ampliar visite: https://www.intechopen.com/chapters/57733
