Sientan las bases moleculares para el desarrollo de cultivos "climáticamente inteligentes"
Una investigación liderada por científicos del IAL, UNL-Conicet y del IIBA Conicet-FIL logró describir de manera detallada factores moleculares que regulan el crecimiento de las raíces de las plantas sometidas a baja temperatura. El avance sienta bases para el desarrollo de cultivos que se adapten al cambio climático y garanticen así la seguridad alimentaria mundial.
“Nos abocamos a comprender mejor la relación entre las plantas y el ambiente para poder diseñar estrategias de agricultura sustentable y desarrollar plantas climáticamente inteligentes que sean capaces de adaptarse y crecer en ambientes hostiles”, afirman los dos investigadores que dirigen el estudio: Federico Ariel, docente de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB) e investigador del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL, Conicet-UNL) y José Manuel Estévez, del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBA, Conicet-Fundación Instituto Leloir).
El puntapié inicial del trabajo, publicado en la revista Molecular Plant, fue cuando los científicos pusieron ciertas plantas que se usan como modelos de estudios vegetales, Arabidopsis thaliana, a crecer a bajas temperaturas (10 grados) y no a 22 grados, como se hace habitualmente.
“Estas condiciones de frío le son desfavorables, el crecimiento se hace mucho más lento. Lo sorprendente fue descubrir que en el caso de los pelos radicales (estructuras de las raíces encargadas de absorber agua y nutrientes del suelo) pasaba lo opuesto: crecían más del doble de su tamaño habitual. Esto contradecía a lo que esperábamos que pasara”, señala Ariel.
Tras combinar el uso de herramientas genéticas y bioquímicas, junto con técnicas de microscopía avanzada, biología molecular y celular, los científicos lograron identificar los mecanismos moleculares que regulan el crecimiento de los pelos radicales de las plantas a bajas temperaturas. Comprobaron que una molécula llamada APOLO es la que controla el crecimiento de esas estructuras de las raíces: interactúa con proteínas reguladoras llamadas “factores de transcripción”, en este caso con una denominada WRKY42, que a su vez “enciende” un gen llamado RHD6 que regula la expresión de los genes que disparan el crecimiento de los pelos radicales.
“Se espera que el cambio climático global traiga recurrentes picos de temperatura, precipitaciones y aumento de aridez en los suelos. Es clave que los biólogos moleculares vegetales y los agrónomos tengamos un rol fundamental para generar a futuro nuevos cultivos que se ajusten a esa crisis, en especial cuando existe una demanda creciente de alimentos”, destaca Estévez.
Del avance también participaron los primeros autores Michaël Moison y Leandro Lucero, del IAL, de la UNL y del Conicet; y Javier Martínez Pacheco, del Conicet y de la FIL; Camille Fonouni-Farde y Natanael Mansilla, del IAL; Johan Rodríguez-Melo y Fernando Ibañez, del Instituto de Investigaciones Agrobiotecnológicas, que depende del Conicet y de la Universidad Nacional de Río Cuarto; y Aurélie Christ, Jérémie Bazin, Moussa Benhamed y Martín Crespi, del Instituto de Ciencias de las Plantas Paris-Saclay (IPS2), que depende del sistema científico nacional de Francia (CNRS-INRA) y de la Universidad Paris-Saclay de ese país.
Gran parte del estudio fue financiado con aportes del Conicet, del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación y fuentes de financiamiento Internacionales, y también parte del Premio FIMA Leloir otorgado a Ariel en 2019. El avance contó también con el apoyo de la FIL y del IAL (Conicet-UNL).
Fuente: Agencia Cyta - Fundación Instituto Leloir
Referencia bibliográfica
Moison, M., Pacheco, J. M., Lucero, L., Fonouni-Farde, C., Rodríguez-Melo, J., Mansilla, N., … & Ariel, F. (2021). The lncRNA APOLO interacts with the transcription factor WRKY42 to trigger root hair cell expansion in response to cold. Molecular plant. https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.03.008