Algunos cultivos como la alfalfa podrían adaptarse y tolerar las inundaciones imitando al arroz
El incremento en la frecuencia e intensidad de las inundaciones que se da a nivel global a causa de distintos factores climáticos y la acción del ser humano tiene atentos a científicos de todo el mundo que trabajan para mejorar la tolerancia de los cultivos de interés alimentario ante esos eventos. En un trabajo publicado en Science, un equipo internacional de expertos del que participó un investigador argentino que se desempeña actualmente en el Instituto de Biotecnología y Biología Molecular (IBBM, CONICET-UNLP) comparó la respuesta del arroz –el único de los principales cultivos que puede sobrevivir sumergido en agua de forma prolongada– con la de otras especies con las que comparte ciertas características genéticas. Los resultados abren la puerta para pensar estrategias que a futuro permitan lograr cultivos más resistentes.
En su esfuerzo por comprender los mecanismos que hacen más resistente al arroz, los expertos estudiaron el rol de los genes implicados en la respuesta de ese cultivo a condiciones de inmersión, y al mismo tiempo compararon esa respuesta con la que tiene lugar en otras tres especies susceptibles a inundaciones: una variedad de alfalfa, el tomate tradicional y un tipo de tomate silvestre.
“Tomamos esas plantas para cubrir el espectro de las angioespermas, es decir aquellas plantas terrestres que desarrollan flores, y para tener muestras de qué ocurre desde una que es tolerante a las inundaciones como el arroz hasta una más adaptada a condiciones de sequía como el tomate silvestre”, comenta Mauricio Reynoso, investigador del CONICET en el IBBM, quien participó del trabajo mientras realizaba su posdoctorado en la Universidad de California, Riverside, Estados Unidos.
Los estudios –financiados de 2013 a 2018 por el Programa de Investigación del Genoma de Plantas (PGRP, por sus siglas en inglés) de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos– se centraron en las células alojadas en las puntas de las raíces de las plantas, ya que es allí donde se da la respuesta inicial a la inundación. “Al encontrarse en el suelo, las raíces son las primeras en censar la baja de los niveles de oxígeno generada por el exceso de agua. En ellas reside una parte del potencial de crecimiento de la planta, por lo que su supervivencia es crítica para ésta”, explica.
Con técnicas que permitieron un alto grado de detalle, los expertos pudieron observar en profundidad y a distintos niveles cómo es el proceso de regulación genética que se da en las puntas de las raíces. “De esa manera vimos que algunos de los genes que están involucrados en la adaptación que hizo el arroz para soportar anegamientos también existen en las otras plantas, pese a que evolutivamente estas especies se separaron hace más de 180 millones de años. Inesperadamente encontramos al menos 68 familias de genes comunes de respuesta”.
Según los expertos, pese a que durante los experimentos esas familias de genes se activaron en todas la plantas, sus respuestas no fueron efectivas en todas como sí ocurrió en el arroz: “Las sometimos a períodos breves de inundación y la que, como se esperaba, tuvo la respuesta más expandida y sincronizada fue el arroz. El tomate silvestre se marchitó y murió rápidamente luego de la inundación”, comenta Reynoso.
Si bien se trata de resultados iniciales, la comprensión de los mecanismos genéticos que se activan en el arroz ante condiciones de inundación podría permitir a largo plazo la implementación de estrategias para reforzar y mejorar la respuesta en aquellas plantas menos tolerantes, emulando lo que ocurre con esa especie. “Nosotros, como científicos, tenemos la urgencia de ayudar a las plantas a sobrevivir al anegamiento para garantizar la seguridad alimentaria para el futuro”, concluye la directora del estudio Julia Bailey-Serres, de la Universidad de California, Riverside.
