Un equipo internacional identificó cómo las señales químicas del suelo —como el sulfato y el péptido CLE25— desencadenan en las hojas una cascada molecular que activa la producción de la hormona ABA, responsable del cierre estomático. Este mecanismo explica cómo las plantas regulan su consumo de agua en condiciones de sequía.
Heidelberg University / 9 de octubre, 2025.- Un mecanismo molecular hasta ahora desconocido ayuda a las plantas a ahorrar agua en condiciones de sequía extrema y luz solar intensa. Un equipo de investigación del Centro de Estudios de Organismos (COS) de la Universidad de Heidelberg ha descubierto que un complejo proteico, el complejo cisteína sintasa, actúa como sensor en los cloroplastos. Recibe y transmite señales de estrés y garantiza la formación de la hormona ácido abscísico mediante biosíntesis. Esta hormona desencadena el cierre de pequeños poros en las hojas, evitando así la pérdida de agua.
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Para las plantas, los períodos de sequía y luz solar intensa suelen implicar una pérdida excesiva de agua. Para controlar el intercambio de aire y vapor de agua, las hojas presentan poros microscópicos en su superficie que actúan como respiraderos. La hormona vegetal ácido abscísico (ABA) es la principal responsable de cerrar estos poros. Para activar las células oclusivas, el complejo cisteína sintasa de los cloroplastos, compuesto por dos enzimas, evalúa diversas señales. Entre estas se encuentran la señal nutricional del sulfato y una pequeña molécula de proteína, ambas transportadas desde las raíces hasta los brotes cuando el suelo se seca. Los investigadores de la Universidad de Heidelberg también descubrieron una hormona vegetal específica inducida por una intensidad lumínica intensa.
“Cuando el complejo de cisteína sintasa en los cloroplastos se activa por una de estas señales de estrés, estimula la biosíntesis de ABA en las células oclusivas y asegura el cierre de los poros de las hojas. De esta manera, la planta conserva agua”, explican el Prof. Dr. Rüdiger Hell y el Dr. Markus Wirtz, del grupo de investigación “Biología Molecular de las Plantas” del COS. “Nuestros resultados muestran que el metabolismo de los cloroplastos no solo proporciona elementos básicos a través de la fotosíntesis, sino que también responde activamente a las señales de estrés, optimizando así las respuestas de las plantas a condiciones ambientales como la sequía”. Basándose en estos hallazgos, los investigadores lograron modificar genéticamente una planta de Arabidopsis (un organismo modelo de biología molecular de la familia Brassicaceae) que resiste la deshidratación del suelo con mayor eficacia y mantiene su crecimiento. Para los investigadores, este enfoque busca desarrollar nuevas estrategias para mejorar la resiliencia de los cultivos ante el cambio climático.
La investigación se llevó a cabo en colaboración con socios de la Universidad Agrícola de Nanjing (China). La Fundación Alemana de Investigación financió la investigación. Los resultados se publicaron en la revista Nature Communications.