Científicos descubrieron datos genéticos que ayudarán a los cultivos alimentarios, como el tomate y el arroz, a sobrevivir a periodos de sequía más largos e intensos por el calentamiento global.
A lo largo de la pasada década, un equipo de investigación de la Universidad de California en Riverside trató de crear un atlas molecular de las raíces de los cultivos, donde las plantas detectan primero los efectos de la sequía y otras amenazas ambientales. De este modo, descubrieron genes que los científicos pueden utilizar para proteger a las plantas de estas tensiones.
Su trabajo, publicado en la revista Cell, logró un alto grado de comprensión de las funciones de las raíces porque combinó datos genéticos de diferentes células de raíces de tomate cultivadas tanto en interiores como en exteriores.
Con frecuencia, los investigadores hacen experimentos en el laboratorio y en el invernadero, pero los agricultores cultivan cosas en el campo, y estos datos examinan también muestras de campo
, explicó en un comunicado Neelima Sinha, profesora de biología vegetal de la Universidad de California en Davis y coautora del trabajo.
Los datos han aportado información sobre los genes que indican a la planta que debe fabricar tres cosas fundamentales.
Los xilemas son vasos huecos en forma de tubo que transportan agua y nutrientes desde las raíces hasta los brotes. Sin este proceso, la planta no puede crear su propio alimento mediante la fotosíntesis.
Son muy importantes para proteger a las plantas contra la sequía, la sal y otros tipos de estrés. A su vez, sin el transporte de minerales en el xilema, los humanos y otros animales tendrían menos vitaminas y nutrientes esenciales para su supervivencia
. Además de algunos actores típicos necesarios para formar ese vaso, se encontraron nuevos y sorprendentes genes, señala Siobhan Brady, autora principal del estudio y profesora de biología vegetal de la UC Davis.
El segundo conjunto de genes claves es el que dirige la capa exterior de la raíz para producir lignina y suberina, esta última sustancia fundamental del corcho y rodea las células de la planta con una gruesa capa que retiene el agua durante la sequía.
Cultivos como el tomate y el arroz tienen suberina en las raíces. Los frutos de las manzanas la tienen alrededor de las células exteriores. En cualquier lugar donde se encuentre, impide que la planta pierda agua. La lignina también impermeabiliza las células y proporciona soporte mecánico.
La suberina y la lignina son formas naturales de protección contra la sequía, y ahora que se han identificado los genes que las codifican en esa capa muy específica de las células, estos compuestos pueden potenciarse
, agrega Julia Bailey-Serres, coautora del estudio y profesora de genética de la UC Riverside.
Me entusiasma que hayamos aprendido tanto sobre los genes que regulan esta capa de barrera contra la humedad. Es muy importante para poder mejorar la tolerancia a la sequía de los cultivos
, asegura.
Los genes que codifican el meristemo de la raíz también resultaron ser muy similares entre el tomate, el arroz y la arabidopsis, planta modelo parecida a las malas hierbas. Es la punta de crecimiento de cada raíz y es el origen de todas las células que la componen.
