La sequía extrema es uno de los efectos del cambio climático que ya se está percibiendo. Este año, la disminución de las precipitaciones y las temperaturas anormalmente altas en el norte y este de Europa han causado grandes pérdidas en los cultivos de cereales y papas y en otras especies hortícolas.Los expertos han advertido durante mucho tiempo que para garantizar la seguridad alimentaria es necesario utilizar variedades de plantas que sean productivas en condiciones de sequía.Ahora, un equipo dirigido por la investigadora del Centro de Investigación en Genómica Agrícola CRAG Ana Caño-Delgado ha obtenido plantascon una mayor resistencia a la sequía al modificar la señalización de las hormonas esteroides vegetales, conocidas como brasinoesteroides. El estudio, publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , es el primero en encontrar una estrategia para aumentar la resistencia al estrés hídrico sin afectar el crecimiento general de la planta.
diferentes receptores y diferentes células para diferentes funciones
Ana Caño-Delgado ha estado estudiando cómo los esteroides vegetales -los brasinoesteroides- regulan el desarrollo y el crecimiento de la planta en la planta modelo Arabidopsis thaliana durante más de 15 años. Se sabe que estas fitohormonas se unen a diferentes receptores de la membrana celular, causando una cascada de señalización en la célula que terminará produciendo efectos como el alargamiento o división celular. Desde 2016 y gracias a un proyecto financiado porEl Consejo Europeo de Investigación ERC, su laboratorio utiliza este conocimiento para encontrar estrategias que confieren resistencia a las sequías a las plantas. Al modificar la señalización de brasinoesteroides, los investigadores han logrado hasta ahora plantas de arabidopsis con mayor resistencia a la sequía, pero debido a la compleja acción de estas hormonas en la plantacrecimiento, estas plantas eran mucho más pequeñas que los controles respectivos.
En el trabajo ahora publicado en Comunicaciones de la naturaleza , los investigadores han estudiado la resistencia a la sequía y el crecimiento en Arabidopsis thaliana plantas con mutaciones en diferentes receptores de brasinoesteroides. Gracias a este estudio detallado, los investigadores han descubierto que las plantas que sobreexpresan el receptor de brasinoesteroides BRL3 en el tejido vascular son más resistentes a la falta de agua que las plantas de control y que, a diferencia del otromutantes, no presentan defectos en su desarrollo y crecimiento. "Hemos descubierto que modificando la señalización de brasinoesteroides solo localmente en el sistema vascular, podemos obtener plantas resistentes a la sequía sin afectar su crecimiento", explica Caño-Delgado.
Posteriormente, los investigadores de CRAG en colaboración con investigadores de Europa, Estados Unidos y Japón analizaron los metabolitos en las plantas genéticamente modificadas y demostraron que las plantas de arabidopsis que sobreexpresan el receptor BRL3 producen más metabolitos osmeoprotectores azúcares y prolina en las partes aéreas y enlas raíces en condiciones normales de riego. Cuando estas plantas fueron expuestas a condiciones de sequía, estos metabolitos protectores se acumularon rápidamente en las raíces, protegiéndolas de la desecación. Por lo tanto, la sobreexpresión de BRL3 prepara la planta para responder a la situación de escasez de agua, un mecanismoconocido como cebado que puede compararse de alguna manera con el efecto de las vacunas en el cuerpo humano, que también preparan al cuerpo para responder a patógenos futuros.
De la investigación fundamental a la aplicada. Una posible solución para especies de interés agronómico .
Aunque este descubrimiento se ha realizado con una pequeña hierba utilizada como planta modelo Arabidopsis thaliana , el equipo de investigación dirigido por Caño-Delgado ya está trabajando en la aplicación de esta estrategia en plantas de interés agronómico, especialmente en cereales.
"La sequía es uno de los problemas más importantes en la agricultura actual. Hasta ahora, los esfuerzos biotecnológicos que se han hecho para producir plantas más resistentes a la sequía no han tenido mucho éxito porque como contrapartida de una mayor resistencia a la sequía siempre hubo undisminución en el crecimiento y la productividad de las plantas. Parece que finalmente hemos encontrado una estrategia que podría aplicarse y queremos seguir explorándola ", concluye Caño-Delgado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de Investigación en Genómica Agrícola CRAG . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :