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Una de las características de las radiaciones ionizantes, conocidas desde hace muchos años, es su capacidad para producir mutaciones (alteraciones en el ADN). Al inducir mutaciones en las semillas con irradiación, lo que se pretende es producir cambios genéticos que resulten beneficiosos para el cultivo de las plantas, como por ejemplo una mayor resistencia a alguna enfermedad específica, mejor adaptación a ciertas condiciones ambientales, o un mayor rendimiento en las cosechas.
Hay que tener en cuenta que no es posible controlar que todas las mutaciones inducidas por la radiación conlleven una mejora en la planta expuesta. Esto hace que los experimentos en que se inducen mutaciones en semillas sean muy largos. Miles de semillas han de ser irradiadas (con rayos gamma o neutrones), posteriormente se plantan y una vez que crecen se observa cuáles muestran las características deseadas.
Actualmente, las mejores variedades de cebada que se cultivan en Europa, el trigo cultivado en Italia y el arroz cultivado en California, se han obtenido mediante esta técnica.
Hoy en día existen más de 1.500 variedades mejoradas de cultivos, de las cuales el 90% se han conseguido gracias a la radiación ionizante. Entre los éxitos que han reportado mayores beneficios económicos, se puede citar un mutante de algodón que se consiguió en 1983 y se aplica en Pakistán, y ha logrado que se duplique la producción de las cosechas. Existe también un mutante de arroz conseguido en China en 1985 que madura en sólo veinticinco días y tiene mayor cantidad de proteína que las variedades tradicionales. Se ha producido también una nueva variedad del sorgo, planta que ha mejorado mucho, ya que mediante esta técnica se ha conseguido que sea resistente a las plagas. En Europa sólo se emplean cebada, maíz y trigo modificados mediante esta técnica.
Un dato curioso: sólo en producción de cebada para la fabricación de cerveza se ha descrito un aumento en la producción de 6 millones de toneladas empleando la misma superficie de tierra cultivada.
En agricultura también se usan isótopos radiactivos como trazadores. Gracias a moléculas marcadas con isótopos radiactivos de nitrógeno, fósforo y potasio, se ha podido seguir el mecanismo de asimilación de estos nutrientes, lo que ha permitido una utilización más eficaz de los fertilizantes. Asimismo, por ejemplo, con CO2 marcado con C-14 o el fosfato marcado con P-32, se ha conseguido seguir las rutas de la fotosíntesis, y comprender mejor la importancia de esta función en las plantas.
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