Cómo las plantas ajustan su plan corporal para hacer frente al estrés por altas temperaturas

El estudio ofrece pistas prometedoras para el desarrollo de cultivos tolerantes al calentamiento climático, que mantienen un alto rendimiento bajo altas temperaturas ambientales estresantes, según el líder de la investigación Martijn van Zanten. Publicaron sus hallazgos el 25 de noviembre en PNAS .

Muchos cultivos sufren altas temperaturas y cada aumento de temperatura en grados Celsius puede conducir a una pérdida de hasta un 10 por ciento. Este es un problema importante en el contexto del calentamiento global actual y las crecientes demandas de alimentos. Sin embargo, muchas especies de plantas.puede ajustar la forma de sus tallos y hojas, haciéndolos más resistentes a las altas temperaturas. Este proceso se llama termomorfogénesis y conduce a un «plan de cuerpo abierto», que permite la evaporación eficiente, la reducción de la radiación de calor directa del sol y permite la disipación del calor al mejorar la circulación del aire alrededor de las hojas. La termomorfogénesis facilita el enfriamiento y permite que la planta se mantenga crecimiento y producción óptimos bajo temperaturas ambientales subóptimas, pero muchos cultivos agrícolas modernos han perdido esa capacidad.

Cultivos termotolerantes

El desarrollo de cultivos termotolerantes requiere un conocimiento detallado de cómo las plantas perciben las altas temperaturas y cómo traducen esta señal en ajustes de crecimiento. «Sin embargo, todavía no se conoce bien cómo las plantas detectan la temperatura y qué factores moleculares contribuyen a la termomorfogénesis», explica el último autor Martijn van Zanten, de la Universidad de Utrecht, quien dirigió el equipo internacional de investigadores de Utrecht, Reino Unido, Italia, Suecia y República Checa. República, Australia y Wageningen. «Descubrimos un mecanismo molecular desconocido por el cual las plantas controlan la termomorfogénesis, especialmente en plántulas jóvenes, el período más sensible en la vida de la planta cuando se trata de la temperatura ambiente. Estas nuevas piezas del rompecabezas pueden hacer que el desarrollo de futuros cultivos termotolerantes sea más eficiente». «

En la revista PNAS , los investigadores demostraron el 25 de noviembre que la enzima histona desacetilasa 9 (HDA9) desempeña un papel clave en la termomorfogénesis en la planta modelo ampliamente utilizada Arabidopsis thaliana. A temperaturas crecientes, la abundancia de la enzima aumenta, lo que resulta en la eliminación de modificaciones epigenéticas de las proteínas histonas unidas al ADN que tienen un efecto inhibidor sobre la síntesis de la conocida hormona de crecimiento vegetal auxina. Como resultado, los niveles de auxina aumentan y la planta ajusta su estatura.

Crecimiento de la planta

«Este nuevo mecanismo es científicamente muy interesante, porque muestra que una histona desacetilasa 9 tiene un efecto positivo indirecto en la transcripción, mientras que las histona desacetilasas son generalmente aceptadas como supresoras de este proceso», dice Van Zanten. «Además, mostramos que HDA9 funciona independientemente del único sensor de temperatura conocido, el fitocromo B, que también es un sensor de luz. Al hacerlo, estamos exponiendo una nueva ruta de señalización de temperatura en las plantas».

Según los investigadores, este hallazgo ofrece interesantes posibilidades de aplicación. «Mostramos que los mutantes en HDA9 se ven alterados en la capacidad de ajustar su plan corporal a altas temperaturas, pero aún pueden reaccionar normalmente a las señales de luz de las plantas vecinas en la vegetación densa. Con este conocimiento a mano, ahora podemos desacoplar la planta controlada por luz crecimiento a partir de ajustes controlados por temperatura «, dice Van Zanten. Por lo tanto, esta investigación ofrece puntos de partida interesantes para el desarrollo de cultivos tolerantes al calentamiento climático , sin comprometer otras propiedades deseables.

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