Hay nuevas estrategias para salvar un grano crucial para la alimentación de la humanidad
Las plantas son como nosotros, también tienen técnicas para lidiar con el estrés. Así que los científicos están documentando esos secretos de las plantas para combatir el estrés y con ello salvar de los cambios climáticos a uno de cultivos más importantes en la faz de la Tierra.
“Este cultivo es la principal fuente de calorías para más del 45 por ciento de la humanidad, pero su cosecha está en peligro”, señaló Julia Bailey-Serres, genetista de UCR y líder del estudio. “Las inundaciones compiten con las sequías en torno a los daños causados a los cultivos de los granjeros cada año en los Estados Unidos”.
Un equipo dirigido por expertos de la Universidad de California en Riverside ha descubierto qué es lo que le pasa a las raíces de las plantas del arroz, cuando se enfrentan a dos tipos de situaciones estresantes: mucha agua o poca agua. Estas observaciones forman las bases para nuevas estrategias de protección.
Si bien es posible que el arroz florezca en suelos inundados, las plantas rinden menos o incluso mueren si el agua es demasiado profunda durante mucho tiempo. El estudio simuló inundaciones prolongadas de cinco días o más, un tiempo en que las plantas se quedaron completamente sumergidas. También se simularon condiciones de sequía.
Los investigadores examinaron en particular la respuesta de las raíces en ambas condiciones, porque las raíces son las primeras en responder de manera invisible al estrés causado por inundaciones o sequías.
Esta investigación ha sido publicada en un nuevo ensayo publicado en el diario Developmental Cell.
Una de las principales cosas que descubrieron es una sustancia parecida al corcho, llamada suberina, que producen las raíces del arroz en respuesta al estrés y les ayuda a protegerse tanto de las inundaciones como de las sequías.
“La suberina es una molécula lípida que ayuda a que cualquier agua que absorben las raíces llegue hasta los brotes de la planta y a que el oxígeno de los brotes llegue a las raíces”, explicó Bailey-Serres. “Si reforzamos la capacidad de la planta de crear suberina, entonces, el arroz tiene más posibilidades de sobrevivir en todo tipo de climas”.
Los investigadores pudieron identificar una red de genes que controlan la producción de suberina y podrán usar esa información para la edición de genes o la reproducción selectiva.
“Entender a la suberina es particularmente emocionante porque no es susceptible a la descomposición por los microbios del suelo, por lo que el carbono que la planta pone en las moléculas de la suberina en las raíces se queda atrapado en el suelo”, dijo Alex Borowsky, biólogo computacional y coautor del estudio. “Esto significa que un incremento en la suberina podría ayudar a controlar los cambios climáticos al eliminar y almacenar el carbono de la atmosfera”.
“Uno de nuestros descubrimientos más interesantes, es que cuando las plantas de arroz se sumergen en el agua, el ciclo de crecimiento de la célula de la raíz hace una pausa, y luego se reactiva tan pronto como los brotes tienen acceso al aire”, manifestó Bailey-Serres.
En el futuro, el equipo de investigadores planea probar de qué manera la modificación de estas respuestas al estrés pueden hacer que la planta sea más resiliente tanto en condiciones húmedas como secas.
“Ahora que entendemos estas respuestas, contamos con una guía para realizar los cambios específicos al genoma del arroz que puede dar como resultado una planta más tolerante al estrés”, indicó Bailey-Serres.
Aunque tanto las lluvias intensas como las sequías son amenazas crecientes, Bailey-Serres tiene la esperanza de que la nueva tecnología genética pueda incrementar su resiliencia antes de que sea muy tarde.
“Con la edición del genoma, el hecho de que podamos hacer un cambio pequeño pero específico y proteger una planta de una enfermedad es asombroso. Aunque nuestros cultivos están bajo amenaza, las nuevas tecnologías nos dan una buena razón para mantener la esperanza”, agregó Bailey-Serre.