Un equipo de científicos ha descubierto los mecanismos moleculares por los que la escasez de agua conduce a la interrupción del crecimiento de las plantas. El estudio permitirá identificar factores propicios para la manipulación de este proceso en cultivos, obteniendo plantas más resistentes a las sequías
El agua es la base de cualquier tipo de vegetación. Gracias a ella, las plantas pueden transformar la luz solar y el dióxido de carbono (CO2) en los nutrientes necesarios para su crecimiento a través de la fotosíntesis. Pero no solo eso ya que también utilizan el agua proporcionar esa rigidez de la que presumen y que las elevan del suelo.
Dada la estrecha relación entre la vegetación y el agua y la de dependencia de la primera con la segunda, las plantas han desarrollado mecanismos de defensa que les permiten adaptarse a entornos de escasez de agua y así sobrevivir. El más famosos consiste en detener su crecimiento con el fin de utilizar la poco agua disponible en acciones vitales.
En la práctica, este procedimiento en concreto se conoce ampliamente, aunque no ocurre lo mismo con los mecanismos internos de las plantas que lo impulsan cuando detectan escasez de agua.
Por ese motivo, un equipo internacional de investigadores en el que participa el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), decidió estudiar a fondo el caso, hallando por el camino la respuesta a sus interrogantes.
Según el estudio, publicado en la revista Nature Plants, las señales hormonales de ácido abscísico (ABA) están ligadas a un sistema regulador altamente conservado y formado por dos proteínas (SnRK1 y TOR) que controlan el crecimiento en todos los eucariotas (animales, plantas, hongos y protistas).“Cuando las condiciones son favorables, el acelerador del sistema (TOR) está activo e induce procesos biosintéticos de proliferación y de crecimiento celular. Cuando las condiciones son desfavorables, el freno del sistema (SnRK1) se activa inhibiendo a TOR y, consecuentemente, el crecimiento”, explica a SINC Elena Baena González, investigadora principal del Instituto Gulbenkian de Ciencia de Portugal que lideró el estudio.
Este sistema está controlado en todos los eucariotas por señales nutricionales y causan la interrupción del crecimiento cuando los niveles de nutrientes (el ‘combustible’) son bajos. Sin embargo, “en este estudio encontramos que, en las plantas, este sistema está controlado por señales adicionales relacionadas con la presencia de agua (la hormona ABA), dando a las plantas la capacidad de regular el crecimiento no solo en respuesta a señales nutricionales, sino también en respuesta a la disponibilidad de agua”, destaca la investigadora.
Para llegar a esta conclusión, el equipo hizo uso de una planta Arabidopsis thaliana. Durante sus experimentos observaron que cuando la proteína quinasa (SnRK1) se inactiva genéticamente, las plantas desarrollan raíces más grandes en condiciones desfavorables. Aunque este crecimiento descontrolado puede ser fatal en condiciones de sequía severa, es probable que aumente la capacidad de absorber el agua de las capas superficiales del suelo y mejoren potencialmente el crecimiento de las plantas en condiciones de sequía moderada.
Además, el equipo indica que el núcleo señalizador del ABA, en ausencia de estrés, favorece los procesos anabólicos de la planta al mantener secuestrada la proteína quinasa SnRK1. En cambio, en presencia de estrés, la hormona ABA libera a SnRK1. Se restringe así el crecimiento de la planta, se activan los mecanismos de respuesta a la escasez de agua y se optimiza el uso de nutrientes.
Los próximos pasos de esta investigación tendrán como objetivo abordar estos problemas e identificar factores posteriores que puedan resultar más propicios para la manipulación de esta característica también en los cultivos.
