Investigadores europeos y norteamericanos descubrieron que la hormona vegetal gaseosa etileno hace que la planta encienda una especie de sistema de energía molecular de emergencia que la ayuda a sobrevivir a la falta de oxígeno durante las inundaciones.
Universidad de Freiburg / 9 de junio, 2022.- Los fenómenos meteorológicos extremos están aumentando en todo el mundo, incluidas sequías e incendios frecuentes. Las inundaciones también son una clara consecuencia del cambio climático. Para la agricultura, un campo inundado significa grandes pérdidas: alrededor del 15% de las pérdidas mundiales de cultivos se deben a las inundaciones. Como parte de una colaboración entre la Universidad de Freiburg (Alemania), Universidad de Utrecht (Países Bajos), Rothamsted Research (Reino Unido) y la Universidad de California (Estados Unidos), el profesor Dr. Sjon Hartman del Clúster de Excelencia CIBSS de la Universidad de Freiburg, ha descubierto que una molécula de señalización puede hacer que las plantas sean más resistentes a las inundaciones.
La hormona vegetal gaseosa etileno hace que la planta encienda una especie de sistema de energía molecular de emergencia que la ayuda a sobrevivir a la falta de oxígeno durante las inundaciones. El equipo había demostrado previamente que el etileno envía una señal a la planta de que está bajo el agua. El pretratamiento de las plantas experimentales con la hormona mejoró sus posibilidades de supervivencia. Los resultados, que aparecieron en la revista Plant Physiology, deberían ayudar a combatir los anegamientos y las inundaciones en la agricultura y, por ejemplo, a desarrollar variedades de plantas resistentes.
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Seguimiento de las adaptaciones a las condiciones húmedas
Las especies de plantas difieren mucho en su capacidad para sobrevivir períodos de inundación o anegamiento. “En el caso de la papa, las raíces mueren a los dos días por falta de oxígeno. Las plantas de arroz son mucho más resistentes, capaces de sobrevivir toda su vida en arrozales inundados”, explica Hartman. La Arabidopsis thaliana, un organismo modelo para la investigación de plantas, se puede utilizar para estudiar los genes y las proteínas que componen esta adaptación. “Las plantas notan que están rodeadas de agua porque el gas etileno, que producen todas las células vegetales, ya no puede escapar al aire”, continúa Hartman. Los investigadores demostraron esto en estudios previos en la Universidad de Utrecht. Los receptores de toda la planta responden posteriormente al aumento de las concentraciones de la hormona.
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Simular inundaciones con privación de oxígeno
El equipo simuló una inundación colocando plántulas de Arabidopsis en una campana de cristal sin luz ni oxígeno. Cuando las plántulas se expusieron previamente al gas etileno, las células de la punta de la raíz sobrevivieron más tiempo. Las plantas tratadas detuvieron el crecimiento de las raíces y cambiaron la producción de energía en las células a procesos metabólicos libres de oxígeno. Además, el etileno hizo que las células estuvieran mejor protegidas contra los dañinos radicales de oxígeno que se acumulan en las plantas privadas de oxígeno. Esto fue revelado por los análisis de la actividad génica y la composición proteica de las células.
«Tomados en conjunto, estos reordenamientos que desencadena el etileno mejoran la supervivencia de las plantas durante y después de las inundaciones», resume Hartman. «A medida que comprendamos mejor estas vías de señalización, podemos aprender a hacer que los cultivos sean más resistentes a las inundaciones para combatir el cambio climático».