Nuevas estrategias para salvar el grano más indispensable del mundo
Los conocimientos genéticos ayudan al arroz a sobrevivir a la sequía y las inundaciones
Las plantas son como nosotros, con técnicas únicas para manejar el estrés. Para salvar a uno de los cultivos más importantes de la Tierra de las oscilaciones climáticas extremas, los científicos están trazando las estrategias propias de las plantas para combatir el estrés.
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Un equipo dirigido por la Universidad de California en Riverside ha averiguado qué ocurre con las raíces de las plantas de arroz cuando se enfrentan a dos tipos de situaciones de estrés: demasiada agua o muy poca. Estas observaciones constituyen la base de nuevas estrategias de protección.
"Este cultivo es la principal fuente de calorías para más del 45% de la humanidad, pero sus cosechas están en peligro", dijo Julia Bailey-Serres, genetista de la UCR y líder del estudio. "En Estados Unidos, las inundaciones rivalizan con las sequías en cuanto a los daños que sufren las cosechas de los agricultores cada año".
Aunque es posible que el arroz florezca en suelos inundados, las plantas rinden menos o incluso mueren si el agua es demasiado profunda durante demasiado tiempo. Este trabajo simuló inundaciones prolongadas de cinco días o más, en las que las plantas quedaron completamente sumergidas. También simuló condiciones de sequía.
En particular, los investigadores examinaron la respuesta de las raíces a ambos tipos de condiciones, porque las raíces son las primeras en responder al estrés relacionado con la inundación y la sequía.
Su trabajo se describe en un nuevo artículo publicado en la revista Developmental Cell.
Uno de los principales hallazgos se refiere a una sustancia similar al corcho, la suberina, que producen las raíces del arroz en respuesta al estrés. Ayuda a proteger de las inundaciones y de la sequía.
"La suberina es una molécula lipídica que ayuda a que el agua extraída por las raíces llegue a los brotes y a que el oxígeno de los brotes llegue a las raíces", explica Bailey-Serres. "Si reforzamos la capacidad de la planta para crear suberina, el arroz tiene más posibilidades de sobrevivir en todo tipo de condiciones meteorológicas".
Los investigadores pudieron identificar una red de genes que controlan la producción de suberina y pueden utilizar esta información para la edición de genes o el cultivo selectivo.
"Entender la suberina es particularmente emocionante porque no es susceptible de ser descompuesta por los microbios del suelo, por lo que el carbono que la planta pone en moléculas de suberina en las raíces queda atrapado en el suelo", dijo Alex Borowsky, biólogo computacional de la UCR y coautor del estudio.
"Esto significa que el aumento de la suberina podría ayudar a combatir el cambio climático mediante la eliminación y el almacenamiento de carbono de la atmósfera".
Los investigadores también identificaron los genes que controlan algunos de los otros comportamientos de estrés del arroz.
"Uno de nuestros hallazgos interesantes es que cuando las plantas de arroz se sumergen en el agua, el ciclo de crecimiento de las células de la raíz se pone en pausa, y luego vuelve a activarse poco después de que los brotes tengan acceso al aire", dijo Bailey-Serres.
En el futuro, el equipo de investigación planea comprobar cómo la modificación de estas respuestas al estrés puede hacer que la planta sea más resistente tanto a las condiciones de humedad como de sequedad.
"Ahora que entendemos estas respuestas, tenemos una hoja de ruta para hacer cambios específicos en el genoma del arroz que darán lugar a una planta más tolerante al estrés", dijo Bailey-Serres.
Aunque las lluvias intensas y las sequías son amenazas cada vez mayores, Bailey-Serres tiene la esperanza de que la nueva tecnología genética pueda aumentar su resistencia antes de que sea demasiado tarde.
"Con la edición del genoma, el hecho de que podamos hacer un cambio minúsculo pero específico y proteger una planta de las enfermedades es asombroso. Aunque nuestros cultivos están amenazados, las nuevas tecnologías nos dan razones para la esperanza", dijo Bailey-Serres.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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