Reprogramar plantas para volverlas resistentes a la sequía






Reprogramar plantas para volverlas resistentes a la sequía




La elocuente comparación entre la versión reprogramada de la planta, a la derecha, y la tradicional, a la izquierda, tras haber afrontado ambas la misma carestía de agua. (Foto: Sang-Youl Park, UC Riverside)





Los vegetales de cultivo agrícola, y también los silvestres, están constantemente bajo la amenaza de condiciones medioambientales adversas. Una de las más comunes es la sequía, que puede afectar al crecimiento y desarrollo de la planta, o incluso matarla. Cuando las plantas se enfrentan a la sequía, producen de forma natural ácido abscísico (ABA), una hormona del estrés que inhibe el crecimiento vegetal y reduce el consumo de agua. En concreto, la hormona activa un receptor (proteína especial) en las plantas cuando se enlaza a él como una mano que se introduce en un guante, lo que resulta en cambios beneficiosos, tales como el cierre de los pequeños poros conocidos como estomas.

Las hojas de las plantas están cubiertas por los estomas, que se abren y se cierran a conveniencia para controlar la cantidad de agua del vegetal que se libera al entorno por evaporación. Para que las plantas absorban dióxido de carbono de la atmósfera, los poros necesitan estar abiertos durante cierto tiempo, lo que resulta en una pérdida de agua. Durante una sequía, los estomas se cierran con firmeza para limitar la pérdida de agua. El ácido abscísico orquesta la apertura y cierre de los poros.

Si bien es cierto que los cultivos podrían ser rociados con ABA para ayudar a su supervivencia durante la sequía, el ABA es costoso de fabricar, es desactivado rápidamente dentro de las células vegetales y es sensible a la luz, y por tanto no ha conseguido encontrar un gran uso directo en la agricultura. Algunos grupos de investigación están trabajando para desarrollar imitadores sintéticos del ABA para modular la tolerancia a la sequía, pero una vez descubiertos, se espera que estos imitadores se enfrenten a largos y costosos procesos de desarrollo.

La mandipropamida, sin embargo, es una sustancia que ya se utiliza ampliamente en la producción agrícola para combatir plagas provocadas por el patógeno Phytophthora infestans. ¿Podrían ser modificados los cultivos amenazados por las sequías para responder a la mandipropamida como si fuera ABA, y así mejorar su supervivencia durante estos episodios?

Sí, según el equipo integrado, entre otros, por Sang-Youl Park, Assaf Mosquna y Jin Yao, de la Universidad de California en Riverside, Estados Unidos.

Estos investigadores trabajaron con la Arabidopsis, una planta modelo utilizada ampliamente en los laboratorios de biología vegetal, y con la planta del tomate. En el laboratorio, utilizaron métodos biológicos sintéticos para desarrollar una nueva versión de los receptores de ácido abscísico de estas plantas, modificados para ser activados por la mandipropamida en vez de por la ABA. Los investigadores mostraron que cuando se rociaron con la mandipropamida las plantas reprogramadas, estas sobrevivieron de manera efectiva a las condiciones de sequía a través de la vía del ácido abscísico, lo que cerró los estomas en sus hojas para prevenir la pérdida de agua.