Las plantas tienen que ser flexibles para sobrevivir a los cambios ambientales. Y los métodos de adaptación que utilizan deben implicar nuevas opciones para soportar la variabilidad del clima y las condiciones a las que se adaptan. Los científicos estudian los recursos que estas emplean, para conseguir variedades más resistentes, como es el caso de estos tomates inteligentes resistentes a las sequías.
Para hacer frente a la sequía, las raíces de las plantas de los tomates producen un polímero repelente al agua llamado suberina. El mismo impide que el agua fluya hacia las hojas, donde se evaporaría rápidamente. Sin suberina, la perdida hídrica sería similar a dejar un grifo abierto. Y en épocas de calentamiento global, esto resulta realmente nefasto.
En algunas plantas, la suberina es producida por células endodérmicas que recubren los vasos dentro de las raíces. Pero en otros, como es el caso de los tomates, la suberina se produce en las células exodérmicas que se encuentran justo debajo de la piel de la raíz.
La suberina exodérmica es una sustancia cuyas propiedades se desconocía hasta hace muy poco. Pero un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en Davis ha logrado demostrar que cumple la misma función que la suberina endodérmica. Y que, sin ella, las plantas de tomate son menos capaces de hacer frente al estrés hídrico.
«Esto agrega suberina exodérmica a nuestra caja de herramientas para ayudar a las plantas a sobrevivir por más tiempo y a hacer frente a la sequía«. Esto lo dijo Siobhan Brady, profesora del Departamento de Biología Vegetal y Centro de Genoma de UC Davis y autora principal del artículo.
En el nuevo estudio, el académico postdoctoral Alex Cantó-Pastor trabajó con Brady y un equipo internacional de colaboradores. Su objetivo era descubrir el papel de la suberina exodérmica y mapear las vías genéticas que regulan su producción. Con el objetivo de producir naturalmente tomates inteligentes que resistan al cambio climático.
Buscando genes que hacen a los tomates inteligentes
Brady, Cantó-Pastor y sus colegas comenzaron identificando todos los genes que utilizan activamente las células exodérmicas de la raíz. Luego realizaron una edición de genes para crear cepas mutantes de plantas.
Estas carecían de versiones funcionales de varios genes que sospechaban que podrían estar involucrados en la producción de suberina. Y de esa forma descubrieron siete genes necesarios para la deposición de suberina.
Un nuevo trabajo de la profesora Siobhan Brady y Alex Cantó-Pastor de la Facultad de Ciencias Biológicas de UC Davis muestra cómo las plantas de tomate pueden volverse más tolerantes a la sequía al producir una sustancia cerosa, la suberina, en sus raíces. CRÉDITO: TJ Ushing/Facultad de Ciencias Biológicas de UC Davis
A continuación, los investigadores probaron el papel de la suberina exodérmica en la tolerancia a la sequía, exponiendo algunas de las plantas de tomates inteligentes a una sequía de diez días. Para estos experimentos, los investigadores se centraron en dos genes: SIASFT, una enzima implicada en la producción de suberina y SlMYB92, un factor de transcripción que controla la expresión de otros genes implicados en la producción de suberina.
Los experimentos confirmaron que ambos genes son necesarios para la producción de suberina. Y que, sin ellos, las plantas de tomates son menos capaces de afrontar el estrés hídrico que sufre el mundo por la crisis climática. Las plantas de tomates inteligentes crecieron tan bien como las plantas normales cuando fueron bien regadas, pero estas últimas se marchitaron significativamente después de diez días sin agua.
Habiendo demostrado el valor de esta sustancia en un invernadero, los investigadores planean probar su potencial de la suberina a prueba de sequías en el campo. «Hemos estado trabajando para que este hallazgo sea realmente útil. Por lo que vamos a llevarlo al campo, para tratar de hacer que los tomates inteligentes sean más tolerantes a la sequía.». Esto lo comentó Brady.
Artículo de referencia de los tomates inteligentes
Los autores que han colaborado en este artículo son: Lidor Shaar-Moshe, Concepción Manzano, Sharon Gray, He Yang, Sana Mohammad, Niba Nirmal, G. Alex Mason, Mona Gouran, Kaisa Kajala, Kenneth A. Shackel, Donnelly A. Oeste y Neelima Sinha de la UC Davis. Prakash Timilsena y Song Li de Virginia Tech. Damien De Bellis, Robertas Ursache y Niko Geldner de la Universidad de Lausana, Suiza. Julia Holbein, Kiran Suresh y Rochus Benni Franke, de la Universidad Rheinische Friedrich-Wilhelms de Bonn, Alemania. Y Alexander T. Borowsky y Julia Bailey-Serres de la UC Riverside. El trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Médico Howard Hughes y fue publicado en Nature Plants
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