Debido a que las plantas no pueden reubicarse cuando los recursos se vuelven escasos, necesitan regular de manera eficiente su crecimiento en respuesta a las señales ambientales. La sequía es la causa más importante de la reducción de crecimiento de las plantas y del rendimiento del cultivo, lo que hace al conocimiento sobre la respuesta a la sequía de una planta algo de gran valor para la agricultura.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Gante y del Instituto Flamenco de Biotecnología (VIB) en Bélgica, se dispuso a arrojar más luz sobre este tema vital a través de una iniciativa de investigación dirigida por el profesor Dirk Inze. El estudio proporcionó importantes conocimientos sobre cómo las plantas enfrentan las condiciones de escasez de agua, los que pueden aportar a los esfuerzos de fitomejoramiento y modificación del genoma para crear plantas de alto rendimiento resistentes a la sequía.
Los científicos predicen que el cambio climático hará que los problemas agrícolas de envergadura, principalmente a través de la sequía – especialmente cuando el agua dulce y la infraestructura de riego no están disponibles. La extrema escasez de alimentos podría ser el resultado, por lo que es muy importante para los científicos a encontrar nuevas maneras de proteger a las plantas agrícolas contra la sequía a nivel genético. Pero antes de que puedan hacer esto, tienen que entender más acerca de qué genes son responsables de los cambios en la tasa de crecimiento de una planta en condiciones de sequía.
Estudio a gran escala utiliza las últimas tecnologías de análisis genético
Antes de este estudio (el más grande de su tipo) llevada a cabo por un equipo dirigido por el profesor Dirk Inze, los científicos tenían poca información sobre los genes y los procesos genéticos que conducen a algunas plantas para limitar su crecimiento en condiciones de sequía, mientras que otras crecen normalmente. Para obtener más información sobre estos genes reguladores del crecimiento, el equipo del Dr. Inze en estrecha colaboración con el Dr. Arthur Korte del GMI (Austria) y la Universidad de Würzburg (Alemania), miraron la variabilidad genética de 100 accesiones de la planta modelo Arabidopsis thaliana. Mientras se crecían estas plantas en condiciones de sequía leve, se llevaron a cabo análisis celulares y moleculares en profundidad de las respuestas de cada planta. Los resultados sorprendieron.
El profesor Inze (VIB-Universidad de Gante): «Hemos observado grandes diferencias en la tolerancia a la sequía a través de las 100 plantas: algunas crecieron con normalidad, mientras que otras se quedaron muy pequeñas. Este análisis a gran escala nos permitió identificar exactamente qué genes juegan un papel fundamental en el mecanismo de defensa de la planta contra la sequía. Fue un viaje asombroso el desentrañar la gran complejidad de estos mecanismos – la diversidad de la naturaleza es un entorno de gran aprendizaje».
Identificados los principales genes afectados por la sequía
A un nivel molecular, aunque la diversidad de las respuestas a la sequía de las diferentes plantas analizadas era enorme, sólo un pequeño número de genes se vio afectado en prácticamente todos los 100 tipos de Arabidopsis. Estos genes son el núcleo de la respuesta de defensa ante la sequía en una planta.
El profesor Inze (VIB-Universidad de Gante): «Este estudio proporcionó importantes conocimientos sobre cómo las plantas enfrentan condiciones limitantes de agua, los que pueden aportar a los esfuerzos de fitomejoramiento y modificación del genoma para crear plantas de alto rendimiento resistentes a la sequía. En la siguiente fase del estudio, vamos a examinar y clasificar las funciones de los genes que hemos identificado – no sólo en organismos modelo, sino también en la agricultura y cultivos económicamente importantes como el maíz».