Científicos del Centro de Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) de Barcelona han descubierto cómo generar plantas resistentes a la sequía sin perjuicio de su crecimiento modificando la señalización de sus hormonas esteroides.

La investigación, liderada por Ana Caño-Delgado, se publica en la revista “Nature Communications” y es la primera en encontrar una estrategia para incrementar la resistencia de las plantas al estrés hídrico sin perjudicar su crecimiento. Los investigadores ya están trabajando para aplicar este conocimiento en cereales y especies hortícolas.

Ana Caño-Delgado lleva más de 15 años estudiando como los esteroides vegetales, los brasinoesteroides, regulan el desarrollo y el crecimiento de la planta modelo por excelencia, la ‘Arabidopsis thaliana’.

Desde 2016 y gracias a un proyecto financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC, de las siglas en inglés), su laboratorio busca estrategias para incrementar la resistencia de las plantas a la sequía.

“Hemos logramos que la planta sea más resistente a la sequía y crezca igual que las plantas no modificadas”

Modificando la señalización por brassinoesteroides, los investigadores habían logrado hasta el momento plantas de ‘arabidopsis’ más resistentes a la sequía, pero debido a la acción compleja de estas hormonas sobre el crecimiento de la planta, las plantas resistentes al estrés hídrico eran mucho más pequeñas que las de control.

Ahora, los investigadores han estudiado la resistencia a la sequía y el crecimiento de plantas de Arabidopsis thaliana con mutaciones en los distintos receptores de brasinoesteroides y han descubierto que las que sobre-expresan el receptor de brasinoesteroides BRL3 en el tejido vascular son más resistentes a la falta de agua que las plantas control y que no presentan defectos en su desarrollo y crecimiento.

“Hemos descubierto que modificando la señalización de brasinoesteroides solo de manera local en el sistema vascular, logramos que la planta sea más resistente a la sequía y crezca igual que las plantas no modificadas”, ha resumido Caño-Delgado.

Así, los investigadores del CRAG, en colaboración con investigadores de Europa, EEUU y Japón, analizaron los metabolitos de las plantas modificadas genéticamente y evidenciaron que producían más metabolitos osmeoprotectores (azucares y prolina) en las partes aéreas y en las raíces en condiciones de riego normales.

Cuando estas plantas fueron expuestas a condiciones de sequía, estos metabolitos protectores se acumularon rápidamente en las raíces, protegiéndolas de la desecación.

Según Caño-Delgado, de esta manera, la planta se prepara para la situación de sequía, “lo que se puede comparar con el efecto de las vacunas, que preparan el cuerpo para hacer frente a patógenos”.

Si bien este descubrimiento se ha hecho con una pequeña hierba utilizada como planta modelo, el equipo de investigación liderado por Caño-Delgado ya está trabajando en aplicar esta estrategia en plantas de interés agronómico, especialmente en cereales.

“La sequía es uno de los problemas más importantes de la agricultura actual. Hasta el momento los esfuerzos que se han hecho en biotecnología para producir plantas más resistentes a la sequía no han sido muy exitosos porque como contrapartida a un incremento a la resistencia a la sequía siempre había una disminución en el crecimiento y productividad de la planta”, ha dicho la investigadora.

“Parece que finalmente hemos encontrado una estrategia que se podría aplicar y queremos seguir explorándola”, ha concluido Caño-Delgado.

Además de los investigadores del CRAG Norma Fàbregas, Fidel Lozano-Elena, David Blasco-Escámez, Mariana Bustamente, José Luis Riechmann y Ana Caño-Delgado, también han participado en el estudio Takayuki Tohge y Alisdair R. Fernie del Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology (Alemania), Cristina Martínez-Andújar, Alfonso Albacete y Francisco Pérez Alfocea del CEBAS-CSIC de Murcia, Sonia Osorio, de la Universidad de Málaga, Takahito Nomura, de la Utsunomiya University (Japón), Takao Yokota, de la Teyko University (Japón), y Ana Conesa, de la University of Florida (EEUU).

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