Menu de páginas
Instagram
Menu de Categorías

Publicado el Feb 23, 2021 en instagram Links, Noticias Destacadas, Noticias Investigación, Noticias principales

Descubren un mecanismo de control del crecimiento en altura de las plantas

El estudio, liderado por científicos de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y colegas de España, describe un mecanismo novedoso para la biología vegetal y sienta bases para el desarrollo de cultivos de menor estatura con mayor producción de granos por hectárea.

Jorge Casal, codirector del estudio, y Martina Legris y Cecilia Costigliolo-Rojas, primeras autoras del trabajo. Foto de archivo antes de la pandemia.

Jorge Casal, codirector del estudio, y Martina Legris y Cecilia Costigliolo-Rojas, primeras autoras del trabajo. Foto de archivo antes de la pandemia.

“Nuestro trabajo describe un mecanismo molecular de respuesta de las plantas a su ambiente hasta ahora desconocido. Este descubrimiento sienta bases para optimizar la generación de cultivos de menor altura, de manera tal que las plantas vuelquen sus recursos energéticos más a los granos que a los tallos, que además, al ser de menor estatura, resultan más resistentes a las inclemencias del viento”, afirma el ingeniero agrónomo y doctor en Biología Jorge Casal, codirector del estudio internacional y jefe del Laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas de la FIL.

Pinturas europeas del siglo XVI sobre cosechas muestran plantas de trigo que tienen la misma altura que los campesinos. Hasta la década de 1970, los productores de trigo sufrían enormes pérdidas por el problema del vuelco: por su excesiva altura y por efecto del viento, las plantas se caían y por lo tanto las cosechas (los granos) se perdían.

Pintura de 1515 sobre cosecha de trigo. Las plantas tenían la altura de los campesinos. Ahora son de menor estatura para producir más granos por hectárea. Créditos: Akademische Druck - u. Verlagsanstalt, Graz/Austria.

Pintura de 1515 sobre cosecha de trigo. Las plantas tenían la altura de los campesinos. Ahora son de menor estatura para producir más granos por hectárea. Créditos: Akademische Druck – u. Verlagsanstalt, Graz/Austria.

A fines de la década de 1950 se pronosticaba una crisis alimentaria mundial por el desfasaje entre el ritmo de crecimiento demográfico y el nivel de producción de alimentos, pero se pudo evitar gracias a una revolución verde del trigo que en los años 70 transformó la agricultura global. Un artífice clave de este logro fue Norman Bourlaug, biólogo estadounidense y Premio Nobel de Paz 1970 (participó en proyectos con INTA y fue miembro honorario de la Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria creada por la UBA), quien logró cruzar cultivares de trigo y producir genotipos “enanos” sin problemas de vuelco.

“El resultado de estas nuevas variedades fueron más granos por hectárea”, afirma Casal, también investigador del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA), que depende de la UBA y del CONICET.

Durante años se desconocían las características genéticas de las variedades enanas de trigo. A comienzos del 2000 se descubrió que tenían mutaciones en DELLA, nombre con que se conoce a un grupo de genes que funcionan como represores del crecimiento vegetal. En los genotipos “altos”, las proteínas DELLA funcionan como “un freno” al crecimiento de las plantas; pero al ser degradadas por acción de la hormona vegetal de crecimiento, giberelina, se dispara el crecimiento de los tallos.

Los cultivares de trigo “enanos” tienen proteínas DELLA mutadas que son “insensibles” a giberelina. Hasta ahora, los libros de biología vegetal describían al mecanismo de las giberelinas como el único responsable de la degradación de las proteínas DELLA, pero ahora Casal, David Alabadí, de la Universidad Politécnica de Valencia, en España, y colegas descubrieron otro mecanismo que es esencial en la regulación de ese proceso biológico.

Realizando estudios en Arabidopsis thaliana (modelo vegetal que comparte mecanismos genéticos con trigo, maíz y otros cultivos relevantes), los científicos descubrieron que la proteína COP1 (cuya actividad aumenta ante temperaturas cálidas y sombra de las plantas vecinas) también induce la degradación de DELLA, activando de ese modo el crecimiento de las plantas. El trabajo se publicó en la revista “Proceedings” de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (PNAS).

Los investigadores realizaron experimentos con Arabidopsis thaliana, un modelo vegetal que comparte genes con trigo, maíz y otros cultivos de importancia.

Los investigadores realizaron experimentos con Arabidopsis thaliana, un modelo vegetal que comparte genes con trigo, maíz y otros cultivos de importancia.

“Las mutaciones que afectan la vía de las giberelinas han sido incorporadas con éxito en otros cultivos, además del trigo, pero suelen observarse efectos adversos en ciertos aspectos de la planta. De este modo, el descubrimiento de una vía distinta abre nuevas alternativas para optimizar esta estrategia y de ese modo incrementar la producción de granos por hectárea”, señala Casal. Y agrega: “La producción de alimentos debe aumentar a mayor velocidad para satisfacer la demanda de una población humana en aumento. Nuestra línea de investigación pretende contribuir a una necesaria segunda revolución verde”.

Las Naciones Unidas estableció la meta de garantizar la nutrición para más de 9 mil millones de personas para el año 2050. Uno de los desafíos para lograr ese objetivo es aumentar la producción de alimentos con métodos sustentables y en un contexto de cambio climático que afecta el rendimiento de los cultivos.

Los primeros autores del estudio son Noel Blanco-Touriñán y Eugenio Minguet, de la Universidad Politécnica de Valencia, y Martina Legris y Cecilia Costigliolo-Rojas, de la FIL y del CONICET. Del trabajo también participaron otros investigadores del IFEVA, de la Universidad Catόlica de Valencia, del Centro Nacional de Biotecnología con sede en Madrid, del Instituto Max Planck de Investigación en Mejoramiento Vegetal, en Colonia, Alemania, de la Universidad de Düsseldorf, en Alemania, y de la Universidad del Sur de California, en Estados Unidos: María Nohales , Elisa Iniesto, Marta García-Leόn, Manuel Pacín, Nicole Heucken , Tim Blomeier, Antonella Locascio, Martin Černý , David Esteve-Bruna, Mόnica Díez-Díaz, Břetislav Brzobohatý, Henning Frerigmann , Matίas Zurbriggen , Steve Kay, Vicente Rubio y Miguel Blázquez.