UN PASO IMPORTANTE HACIA LA TOLERANCIA A LA SEQUÍA EN LOS CULTIVOS.

19 de Diciembre de 2011.

La UC Riverside descubre y crea un nuevo plan para la ingeniería de cultivos tolerantes a la sequía.

Cuando una planta se encuentra con la sequía, hace todo lo posible para hacer frente a este estrés mediante la activación de un conjunto de moléculas de proteínas llamadas receptores. Estos receptores, una vez activados, encienden los procesos que ayudan a la planta a sobrevivir al estrés.

Un equipo de biólogos de células vegetales ha descubierto la manera de renovar esta maquinaria celular para aumentar la respuesta de la planta al estrés , un hallazgo que puede ser utilizado para diseñar cultivos para darles una mejor oportunidad de sobrevivir y mostrar un mayor rendimiento en condiciones de sequía.
El descubrimiento, realizado en el laboratorio de Sean Cutler, profesor adjunto de biología celular vegetal en la Universidad de California, Riverside, deja los cultivos tolerantes a la sequía a un paso más cerca de convertirse en una realidad.

Assaf Mosquna (izquierda) es un investigador que trabaja con Sean Cutler, profesor adjunto de biología celular vegetal del Departamento de Botánica y Ciencias Vegetales en de la UC Riverside. Foto: UCR Comunicaciones Estratégicas.

FUNCIÓN DE LAS HORMONAS.

Cuando las plantas se encuentran con la sequía, es natural que produzcan ácido abscísico, una hormona del estrés que les ayuda a hacer frente a las condiciones de sequía. En concreto, la hormona activa los receptores en las plantas, dando lugar a una serie de cambios beneficiosos que ayudan a las plantas a sobrevivir. Estos cambios suelen incluir células de guarda de cierre de las hojas para reducir la pérdida de agua, el cese de crecimiento de las plantas para reducir el consumo de agua y una miríada de otras respuestas para aliviar el estrés.
El descubrimiento realizado por Cutler y otros de los receptores de ácido abscísico, que orquestan estas respuestas, fue anunciado por la revista Science como un gran avance del año en 2009 debido a la importancia de las proteínas receptoras de la sequía y la tolerancia al estrés.

 

AJUSTANDO EL RECEPTOR.

Trabajando con la Arabidopsis, una planta modelo ampliamente utilizado en los laboratorios de biología de las plantas, el equipo de investigación dirigido por Cutler ha conseguido la sobrealimentación de la ruta de respuesta al estrés de la planta mediante la modificación de los receptores de ácido abscísico a fin de que se pueda activar a voluntad y se queden.
"Los receptores son los conductores de la célula y los receptores del ácido abscísico orquestan la sinfonía específica que produce la tolerancia al estrés", dijo Cutler, miembro del Instituto de Biología integradora del genoma de la UC Riverside. "Ahora hemos encontrado la manera de convertir a la orquesta a voluntad."

Explicó que cada receptor de la hormona del estrés está equipado con una tapa que funciona como una puerta. Para el receptor que este en el estado con la tapa debe estar cerrada. El uso de genes receptores diseñados en el laboratorio, el grupo creó y probó a través de más de 740 variantes del receptor de la hormona del estrés, en busca de las variantes raras que hizo que la tapa se cerrara durante largos periodos de tiempo.
"Hemos encontrado muchas de estas mutaciones", dijo Cutler. "Pero cada una por su cuenta nos dio sólo en parte lo que estábamos buscando. Pero cuando cuidadosamente apilados los derechos juntos, conseguimos el efecto deseado: el receptor bloqueado en su estado en el que, a su vez, fue capaz de activar la vía de respuesta al estrés en plantas ".

Los resultados del estudio aparecen en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
A continuación, el equipo de investigación planea aprovechar esta ciencia básica del laboratorio en el campo, un proceso que podría tomar muchos años.
La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencia.

Fuente: UCR.