Académico de la Universidad Andrés Bello e investigador iBio estudia los momentos iniciales cuando las plantas enfrentan la sequía

by Lorenzo Palma

En su segundo año de investigación en el marco de un proyecto Fondecyt regular, se han realizado avances en entender las etapas tempranas de cómo las plantas sensan la carencia de agua y cuales serían los genes reguladores de la adaptación a la sequía.

El desafío es encontrar mecanismos que le permita a las plantas resistir a la sequía, pero sin dejar de crecer, comenta el investigador José Alvarez, quien lidera la investigación Fondecyt financiada por La Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) y asociada al Instituto Milenio de Biología Integrativa iBio.

El académico perteneciente al Centro de Biotecnología Vegetal (CBV) de la Universidad Andrés Bello, explica que han logrado identificar respuestas tempranas  de las plantas frente a la sequía y están avanzando en la identificación de los genes reguladores involucrados. Interesantemente, han descubierto que la respuesta de los genes a la sequía puede preceder a cambios fisiológicos rápidos conocidos como el cierre de los estomas. Los estomas son verdaderos poros que permiten el intercambio de dioxido de carbono (CO2) y agua. Una vez que la planta percibe la sequía ocurre el cierre de los estomas para impedir la perdida excesiva de agua. El identificar genes cuya respuesta preceda este proceso va a ser relavante para intervenir la etapa inicial de la adaptación.

Hasta la fecha, se ha estudiado bien como la hormona ácido absicico (ABA) contribuye a la adaptación de las plantas a la sequía. Una de las principales funciones de esta hormona vegetal es mediar el cierre de los estomas. Sin embargo, al cerrarse los estomas, también se impide la captación del CO2 necesario para la fotosíntesis, y por lo tanto se afecta el crecimiento de las plantas. El descubrir mecanismos de adaptación independientes del ABA, que hasta el momento son poco conocidos, eventualmente va a servir para generar plantas que resistan a la sequía y a la vez, crezcan más y sean más productivas.

El investigador de la UNAB cuenta que han evaluado cómo las plantas enfrentan la sequía en un periodo de 0 a 10 días para distinguir mecanismos dependientes e independientes del ABA. En ese periodo, buscan identificar genes de expresión temprana que puedan regular la adaptación concomitante de la planta a la carencia de agua. El equipo del Dr. Alvarez está utilizando la planta modelo Arabidopsis thaliana, pero de manera paralela, se están haciendo análisis con arroz, tomate y maíz, por su importancia para la seguridad alimentaria.

“La respuesta de las plantas frente a la sequía – a nivel de regulación de los genes – sucede de manera rápida, es dinámica y comienza mucho antes de que la planta se vea afectada de manera visible por la falta del recurso hídrico. Para poder responder y adaptarse a la sequía, las plantas deben censar la carencia de agua de manera oportuna. Es entonces importante entender los procesos que ocurren al principio para diseñar estrategias que permitan generar plantas más adaptables a este escenario adverso”, dijo el doctor en Ciencias Biológicas con mención en genética molecular y microbiología.

Algunas preguntas relevantes de la investigación son ¿cuáles genes se activan primero?, ¿cuáles son los genes que se regulan de manera independiente del ABA?, ¿cuáles genes cuyo comportamiento nos sirven para predecir respuestas fisiológicas? Son las preguntas planteadas en la investigación que termina el 2024 y, con ello se tendrá una mejor comprensión de cómo las plantas van censando la sequía de manera dinámica para poder adaptarse a este fenómeno, que se predice será más intenso en años venideros.

El Dr. Alvarez y los investigadores de su equipo utilizan estrategias computacionales, de integración de datos genómicos y validaciones experimentales para entender cómo se regulan los genes en plantas. Al integrar distintas capaz de información, se podrán conocer cuáles son los reguladores más importantes frente a un evento de sequía y cuales son los procesos comunes en distintas especies vegetales. Esta información va a ser relevante para enfrentar los efectos del cambio climático en distintos cultivos de importancia nacional y mundial.

 

 

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