Cuando ciertos cultivos son rociados con herbicidas, las plantas pueden ser modificadas para que generen resistencia a dicho químico con la finalidad de que el herbicida sólo mate a la maleza. Sin embargo, a la larga, la hierba también podría desarrollar esa resistencia, debido a los cruzamientos que tiene con las especies que fueron originalmente modificadas y protegidas. El riesgo de que la maleza adquiera esta resistencia se incrementa cuando esta especie y los cultivos están estrechamente emparentados.

Los campesinos de los cultivos de arroz tienen que competir con las variedades endémicas de hierbas que crecen en las regiones cultivables, lo que obstaculiza su productividad debido a la invasión y amplio crecimiento de dichas plantas. En general, lo que los agricultores quieren es que las semillas permanezcan unidas a las plantas durante la cosecha, lo cual implica un proceso de domesticación seleccionada en lugar del desgrane y dispersión natural de la semilla cuando ésta ya está madura para producir nuevas plantas.

Para los campesinos, los cereales ideales para cultivar son aquellos que no liberan sus granos hasta que son intencionalmente triturados. El gen SH4, que se encuentra en el arroz, es el encargado de promover el desgrane y dispersión natural de las semillas en pastos silvestres, por lo que las semillas que no contengan este gen serán las mejores para los cultivos.

Lu Baorong, especialista en biotecnología y biología evolutiva de la Universidad Fudan de Shanghai, escribió en Transgenic Research una propuesta para silenciar u obstruir el entrecruzamiento de la hierba con el cultivo modificado por medio de la implantación de un segundo transgen a dicha plantación. El silenciador del Dr. Lu bloquea la expresión del gen natural SH4 y, por lo tanto, la dispersión de las semillas.

Con base en los resultados de los experimentos realizados (las medidas del número de granos, de su peso, el porcentaje de los cultivos que han germinado y las tasas de supervivencia de las plántulas resultantes) se ha demostrado que el silenciador no afecta la productividad de los cultivos no modificados. Además, si una versión mejorada con silenciador se cruza con un intruso lleno de mala hierba, la descendencia también va a contener al silenciador en su genoma, lo cual puede ser positivo para el control de la maleza.

Por esta razón, el Dr. Lu espera que su proyecto inhiba a las semillas de quebrarse naturalmente y, de esta manera, prevenir su dispersión. Para comprobar su hipótesis de laboratorio, el Dr. Lu y su equipo cruzaron una cepa de arroz con hierba y un cultivo que contenía el silenciador. Después permitieron que las descendencias mestizas se cruzaran creando una segunda generación de híbridos para simular un entrecruzamiento silvestre.

El resultado fue que la expresión de SH4 disminuyó a un 10% en esta generación de híbridos, lo que responde a niveles similares a los cultivados en laboratorio. Esta reducción de la expresión de SH4 también trajo consigo el decrecimiento del índice del desgrane y dispersión natural de las semillas, de la capacidad y fortalecimiento de los tallos de la cepa y del número de semillas en el suelo.

En un campo de arroz, la maleza y los cultivos de laboratorio se cosecharían juntos, lo cual inhibiría la circulación y esparcimiento de la hierba. A largo plazo, esto podría provocar que los pesticidas se vuelvan obsoletos, pero el Dr. Lu tiene planes más inmediatos para mejorar y no sustituir estos químicos. Lo que el Dr. Lu pretende es plantar semillas que contengan los silenciadores de SH4 y otros genes trituradores de semilla que estén en proximidad cromosómica a dicho gen. Así, la transferencia de la resistencia al herbicida también se acompañaría de una reducción en la trituración de las semillas, lo cual obstruiría la transferencia de la resistencia a los pesticidas entre la maleza.

Esto, además, podría funcionar con el cultivo de otros cereales como el trigo y el sorgo, que también crecen con plantas que se comportan como la hierba del arroz. La domesticación de la maleza podría permitir su posterior eliminación, lo que a su vez puede tener una influencia significativa en los cultivos del futuro.