Integrantes del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, crearon un modelo matemático basado en los procesos regulados por la temperatura en plantas que puede predecir la respuesta de cultivos ante el calentamiento global.

En esta investigación, publicada en la revista Science Advances, se identificó el papel fundamental de la proteína COP1 como promotora del crecimiento de las plantas de Arabidopsis en días largos y temperaturas ambientales elevadas y su interacción con otros factores celulares.

Este descubrimiento podría ayudar a evitar los efectos adversos del cambio climático sobre los cultivos estivales (verano). Esta investigación es fruto de la colaboración entre los grupos dirigidos por Salomé Prat y Saúl Ares. En el Centro Nacional de Biotecnología perteneciente al CSIC (CNB-CSIC) y Pablo Catalán del Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos (GISC) de la Universidad Carlos III de Madrid.

Los datos obtenidos en el estudio sirven para el desarrollo de un modelo matemático. Este relaciona los niveles activos de factores celulares regulador por la luz y la temperatura con el crecimiento del tallo embrionario (el hipocótilo).

Hallazgos clave

Para la investigadora del CSIC actualmente en el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), Salomé Prat, la importancia de este trabajo va más allá de la caracterización de las bases moleculares de la termomorfogénesis.

“Las especies cultivadas muestran una variabilidad genética muy reducida en cuanto a su capacidad de adaptación a temperaturas ambientes elevadas, que disminuyen su producción. Aquí mostramos que formas más activas de COP1 mejoran la tolerancia al cambio climático de los cultivos que requieren días largos”, indica la investigadora.

Las plantas adaptan su desarrollo y morfología a las condiciones ambientales que las rodean, fundamentalmente, la duración del día y la temperatura ambiente. Estos dos factores afectan de manera directa al rendimiento de los cultivos; de ahí el interés de la comunidad científica en su estudio.

Al detectar un aumento de la temperatura, la primera respuesta de la planta es la elongación del hipocótilo. Para facilitar el enfriamiento de las hojas y minimizar el daño producido por el calor. “Utilizando varias líneas mutantes de Arabidopsis en diversas condiciones de luz y temperatura, pudimos ajustar los parámetros de las ecuaciones con los datos experimentales de longitud del hipocótilo. Una de las predicciones más interesantes del modelo destaca que la máxima actividad de COP1 tiene lugar durante el día y a temperaturas elevadas”, explica Ares.

“Hasta ahora, COP1 había sido descrito como un factor fundamental para regular el crecimiento en oscuridad. Por lo que esta predicción resultaba insólita”. Señala Cristina Nieto, primera autora del trabajo y en la actualidad investigadora del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA-CSIC).

“Decidimos simular el crecimiento del hipocótilo para un rango de valores de actividad de COP1. Comprobamos experimentalmente las predicciones obtenidas con mutantes donde COP1 no funcionaba bien o con plantas que acumulaban un exceso de la proteína. Gracias a este estudio, ahora sabemos que la proteína COP1 es clave para regular la respuesta a temperatura en días largos. Es decir, en verano”, precisa.

Etanol contra la sequía

Por otro lado, el etanol puede ayudar a las plantas a sobrevivir en tiempos de sequía. Esto según un nuevo estudio realizado en el Centro RIKEN para la Ciencia de los Recursos Sostenibles de Japón. Publicado en la revista Plant and Cell Physiology.

Dirigidos por Motoaki Seki, los investigadores han demostrado que la adición de etanol al suelo permite a las plantas, incluidas las de arroz y trigo, prosperar tras dos semanas sin agua. Como el etanol es barato y está ampliamente disponible, el hallazgo ofrece una forma práctica de aumentar la producción de alimentos en todo el mundo cuando el agua es escasa. Sin necesidad de producir plantas modificadas genéticamente, que son costosas, y a veces son controvertidas.

Fuente: elcomercio.com