Un nuevo paso para comprender cómo las plantas responden a las bajas temperaturas

Los científicos que trabajan en plantas conocen desde hace varios años una curiosidad del mundo vegetal: cuando la temperatura es menor a los 10ºC, las raíces de la planta Arabidopsis thaliana (usada en todo el mundo como modelo de estudio) desarrollan pelos radicales tres veces más largos de lo normal. Esos “pelitos” son extensiones de células que ayudan a absorber agua y nutrientes, por lo que ese crecimiento exponencial es clave para que pueda sobrevivir en condiciones adversas.

Ahora, en un estudio realizado en el laboratorio que dirige el doctor en Biología José Manuel Estevez en la Fundación Instituto Leloir, un equipo de investigación encabezado por Victoria Berdion Gabarain identificó el rol clave en este proceso de una hormona vegetal llamada auxina, que se sabe que regula el crecimiento y desarrollo de las plantas, lo cual aporta una pieza más en la búsqueda de desarrollar a futuro cultivos “superadaptables”.

En investigaciones anteriores, el equipo de Estevez había identificado otros engranajes necesarios para este proceso de elongación del pelo radical en condiciones de frío, como ciertas enzimas peroxidasas, el “interruptor” de genes APOLO, el receptor FER y la proteína reguladora TOR. Incluso, en otro trabajo publicado este año, pudo explicar cómo los pelos radicales saben cuándo crecer y cuándo detenerse.

“Nos faltaba determinar si las auxinas también jugaban un papel en este fenómeno y no sólo pudimos comprobar que sí, sino también cómo lo hacen”, señaló a la Agencia CyTA-Leloir Berdion Gabarain, quien realizó la investigación en el marco de su tesis doctoral.

Según acaban de publicar en la revista Plant Communications, las auxinas se encargan de reorganizar la fisiología hormonal de la planta, de manera de que en un ambiente hostil sus raíces puedan adaptarse mejor.

Temperatura en la mira

Llegar a ese descubrimiento demandó una tarea de investigación laboriosa. Por medio de múltiples estrategias como el uso de plantas a las que se les indujeron mutaciones en el laboratorio, otras que sobreexpresan ciertos genes, inhibidores químicos y marcadores fluorescentes que permiten “ver” dónde están las auxinas dentro de la raíz, los científicos pudieron determinar que a 10°C se acumulan los compuestos que van a dar lugar a las auxinas (llamados precursores), y que una enzima clave para sintetizarlas (YUC8) aumenta su expresión.

“También vimos un gran incremento en una proteína transportadora llamada PIN2, que permitiría mover estas hormonas desde la punta de la raíz hacia la zona donde se forman los pelos: mientras disminuye la señal de auxina en el ápice de la raíz, aumenta en la zona de diferenciación de los pelos radicales”, explicó Berdion Gabarain, quien destacó el apoyo y acompañamiento del equipo de Microscopía de la Fundación Instituto Leloir.

Según la científica, también pudieron determinar que todo ese proceso está finamente regulado: “No se trata solo de producir más auxina, sino de redistribuirla y modular su efecto de forma precisa”, señaló.

Cultivos sostenibles

Por su parte, Estevez aseguró: “Los desafíos futuros comprenden la definición detallada de cómo este regulador hormonal coordina varias de las maquinarias de crecimiento en tiempo real. En un horizonte de tiempo prolongado, nuestro laboratorio está implementando algunos de estos descubrimientos para el desarrollo de cultivos inteligentes como el tomate y la alfalfa, ya diseñados para potenciar el crecimiento de los pelos radicales y optimizar la absorción de nutrientes de forma adaptada a las condiciones particulares del suelo y la temperatura”.

Para el experto, esto posibilitará una respuesta más eficaz de las plantas a su entorno, fomentando una agricultura más sostenible y productiva.