Genética para lograr cultivos resistentes a las inundaciones

Genética para lograr cultivos resistentes a las inundaciones

Las enzimas que controlan la respuesta de las plantas a niveles más bajos de oxígeno podrían manipularse genéticamente para hacer que cultivos vitales para la alimentación mundial resistan el impacto de las inundaciones, que aumentarán a causa del cambio climático

En un planeta inmerso en un cambio climático que traerá cada vez más fenómenos extremos, la búsqueda de soluciones para garantizar la seguridad alimentaria es básica para afrontar los retos que se nos presentarán en los próximos años. La subida del nivel del mar y el aumento de las precipitaciones previstos en los escenarios futuros supondrán una creciente posibilidad de inundaciones, poniendo en peligro los cultivos que abastecen de alimentos a la población.

La pérdida de cosechas a causa de la destrucción del agua supone pérdidas anuales de miles de millones de euros en todo el mundo, sin contar con la miseria que deja en las poblaciones que dependen de ellas para subsistir.

Por ello, las soluciones de la ciencia a este problema son una luz en el túnel de los problemas del cambio climático. Una de ellas viene de la mano de la Universidad de Oxford en Reino Unido, y la Universidad de Sidney, en Australia. Un equipo de investigadores ha descubierto que las enzimas que controlan la respuesta de las plantas a niveles más bajos de oxígeno podrían manipularse genéticamente para hacer que cultivos vitales para la alimentación mundial resistan el impacto de las inundaciones.

Los autores de la investigación, publicada la revista PNASesperan que este hallazgo “pueda ayudar a producir cultivos tolerantes a las inundaciones para ayudar a mitigar el devastador impacto social y económico de los fenómenos meteorológicos extremos en la producción de alimentos”, explica el doctor Mark White, de la Facultad de Química de la Universidad de Sydney.

Respuesta a la hipoxia

Estructura cristalina de PCO4, destacando residuos de aminoácidos clave, cuya importancia se verificó en la planta modelo Arabidopsis – UNIVERSITY OF OXFORD/PNAS

Los investigadores estudiaron cultivos básicos como el arroz, el trigo y la cebada, que pueden sobrevivir a períodos temporales de inundaciones activando vías de energía que no dependen del aire en respuesta a las condiciones de bajo nivel de oxígeno en el agua. Estas respuestas están controladas por enzimas sensibles al oxígeno llamadas cisteína oxidasas vegetales, que utilizan oxígeno para regular la estabilidad de las proteínas que controlan la actividad genética. Estas enzimas controlan los procesos dependientes de la hipoxia, incluidas las respuestas adaptativas a las inundaciones.

El equipo analizó las respuestas moleculares a la hipoxia exógena y vieron que son impulsadas por factores de respuesta de etileno. Estos reguladores transcripcionales se acumulan en el núcleo para activar genes anaeróbicos. La manipulación intencional de estos reguladores podría mejorar la respuesta de las plantas a entornos con oxígeno bajo y mejorar por tanto su tolerancia a las inundaciones.

El descubrimiento de este mecanismo abre la puerta a cultivos adaptados que garanticen su supervivencia tras evento extremo. “Los resultados proporcionan una plataforma para futuros esfuerzos para manipular la función de la enzima en un intento de crear cultivos resistentes a las inundaciones que puedan mitigar el impacto de los eventos climáticos extremos”, avanza el doctor White.

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