Descubren métodos para el desarrollo de cultivos termorresistentes

Descubren métodos para el desarrollo de cultivos termorresistentes

  • Investigadores encuentran enzima capaz de regular el crecimiento de la planta para mermar los efectos de temperaturas altas
  • Cada grado Celsius por encima de la temperatura óptima puede generar una pérdida de hasta el 10 % en producción

Las plantas poseen un mecanismo que les permite optimizar su crecimiento en condiciones subóptimas de alta temperatura, de acuerdo con un grupo de biólogos de la Universidad de Utrecht, en los Países Bajos.

     El estudio ofrece pistas prometedoras para el desarrollo de cultivos tolerantes al calentamiento climático, que mantienen un alto rendimiento bajo altas temperaturas ambientales estresantes, según el líder de la investigación Martijn van Zanten.

Termomorfogénesis

Muchos cultivos sufren por altas temperaturas y cada aumento puede conducir a una pérdida de hasta un 10 % de producción. Esto es de gran relevancia en el contexto del calentamiento global actual y las crecientes demandas alimenticias.

     Muchas especies de plantas pueden ajustar la forma de sus tallos y hojas, haciéndolos más resistentes a las altas temperaturas. Este proceso se llama termomorfogénesis y conduce a un “plan de cuerpo abierto”, que permite la evaporación eficiente, la reducción de la radiación directa del sol y permite la disipación del calor al mejorar la circulación del aire alrededor de las hojas.

     La termomorfogénesis facilita el enfriamiento y permite que la planta se mantenga un crecimiento y producción óptimos bajo temperaturas ambientales subóptimas, pero muchos cultivos agrícolas modernos han perdido esa capacidad.

Cultivos termotolerantes

El desarrollo de cultivos termotolerantes requiere un conocimiento detallado de cómo las plantas perciben las altas temperaturas y cómo traducen esta señal en ajustes de crecimiento. “Sin embargo, todavía no se conoce bien cómo las plantas detectan la temperatura y qué factores moleculares contribuyen a la termomorfogénesis”, explica Martijn van Zanten, de la Universidad de Utrecht, quien dirigió el equipo internacional de investigadores de Utrecht y Wageningen, de los Países Bajos, así como de Reino Unido, Italia, Suecia, República Checa y Australia.

     “Descubrimos un mecanismo molecular desconocido por el cual las plantas controlan la termomorfogénesis, especialmente en plántulas jóvenes, el periodo más sensible en la vida de la planta cuando se trata de la temperatura ambiente. Estos nuevos hallazgos pueden hacer que el desarrollo de futuros cultivos termotolerantes sea más eficiente”.

     Los investigadores demostraron que hay una enzima (histona deacetilasa 9, o simplemente HDA9) que desempeña un papel clave en la termomorfogénesis en la planta modelo ampliamente utilizada: Arabidopsis thaliana. A temperaturas crecientes, la abundancia de la enzima aumenta, lo que resulta en la eliminación de modificaciones en las proteínas histonas unidas al ADN, lo que tienen un efecto inhibidor sobre la síntesis de la conocida hormona de crecimiento vegetal: la auxina. Como resultado, los niveles de auxina aumentan y la planta ajusta su estatura.

Crecimiento de la planta

“Este mecanismo muestra que una histona deacetilasa 9 tiene un efecto positivo indirecto en la transcripción, mientras que las histona deacetilasas son generalmente aceptadas como supresoras de este proceso. Además, mostramos que la HDA9 funciona independientemente del único sensor de temperatura conocido, el fitocromo B, que también es un sensor de luz. Al hacerlo, estamos exponiendo una nueva ruta de señalización de temperatura en las plantas”, afirma Van Zanten.

     Según los investigadores, este hallazgo ofrece posibilidades de aplicación. “Mostramos que los mutantes en HDA9 se ven alterados en la capacidad de ajustar su plan corporal a altas temperaturas, pero aún pueden reaccionar normalmente a las señales de luz de las plantas vecinas en la vegetación densa. Con este conocimiento a la mano, ahora podemos desacoplar el crecimiento de las plantas provocado por la luz del crecimiento controlado por temperatura”, afirma Van Zanten.

     Esta investigación abre la pauta para el desarrollo de cultivos tolerantes al calentamiento climático, sin comprometer otras propiedades deseables, concluye el investigador.

Fuente: Phys.org

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