Tras el estrés que genera la sequía en las plantas, el provocado por las bajas temperaturas es una de las condiciones más desfavorables para su crecimiento y afecta también a la distribución geográfica de los cultivos. En este sentido, se firmó un convenio internacional entre investigadores de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Hunan en China para abordar este tema.
Es por ello que el estudio de ciertas células de la raíz encargadas de la absorción de agua y nutrientes y de la interacción con los microorganismos del suelo -los llamados pelos radiculares- es clave para pensar en el desarrollo de plantas «superadaptables» a condiciones ambientales adversas, especialmente cuando los efectos del cambio climático ya se sienten con fuerza.
“Encontramos que las plantas expuestas a 10°C mostraron un crecimiento exacerbado en la longitud del pelo de la raíz similar al producido por condiciones con bajos niveles de fosfato y nitrato, obligándolas a encontrar concentraciones de estos nutrientes que permitan el desarrollo de la planta. ; Entonces planteamos la hipótesis de que las bajas temperaturas afectan la disponibilidad y movilidad de los nutrientes y el agua hacia las raíces, lo que favorece el crecimiento del cabello”, dijo a la Agencia CyTA-Leloir José Manuel Estévez, Doctor en Biología, jefe del Laboratorio de Bases Moleculares. Desarrollo de la Fundación Instituto Leloir (FIL).
Junto a su grupo, Estévez pudo determinar el mecanismo molecular por el cual crecen los pelos de las raíces de las plantas en condiciones de baja temperatura y falta de nutrientes. “Esto sienta las bases para el desarrollo de plantas superadaptativas con pelos más largos que permitan una mayor absorción de nutrientes en condiciones adversas, favoreciendo así el desarrollo y crecimiento de la raíz y de la planta en general”, dijo el investigador. Y explicó que “una de las características especiales de los pelos radiculares es que pueden crecer varios cientos de veces su tamaño original”.
El biólogo Javier Martínez Pacheco del Laboratorio Estévez de la FIL es el primer autor del artículo publicado en la revista New Phytologist. El estudio se realizó con muestras de Arabidopsis thaliana, una planta que comparte mecanismos biológicos con los cultivos agrícolas más importantes como el maíz, el trigo y la soja. Y participaron laboratorios de varios países, entre ellos China, Chile, Alemania, Francia y República Checa, además de otros colegas de Argentina. Este es el cuarto trabajo fruto de un acuerdo internacional firmado en 2019 para fortalecer la colaboración científica entre el grupo de Estévez en la FIL y el Laboratorio de Bases de Adaptación Celular liderado por el profesor Feng Yu en la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Hunan, China.
un avance prometedor
Los investigadores sometieron diferentes muestras genéticamente modificadas de Arabidopsis thaliana a diferentes condiciones de temperatura y bajos niveles de nutrientes. Mediante diversos estudios (fenotipado, microscopía confocal, western blot e inmunofluorescencia) lograron identificar tres proteínas con un papel activo en este mecanismo que permite el crecimiento del pelo radicular: el receptor de membrana FERONIA, el complejo TOR quinasa y la proteína GTPasa. ROP2.
“Estas proteínas tienen diferentes funciones descritas anteriormente, pero nuestra investigación proporciona nueva información sobre su interrelación en el contexto del crecimiento y desarrollo del vello radicular en condiciones de frío y agotamiento de nutrientes”, enfatizó Estévez.
Si bien se dedican a la investigación básica en el laboratorio de Estévez, también se busca aplicaciones prácticas de sus investigaciones que apoyen el desarrollo de cultivos comerciales. “Tener una planta cultivada en otoño o invierno con pelos más largos puede ayudarla a absorber más nutrientes y agua del suelo, lo que favorece su desarrollo desde etapas tempranas; y con un mejor anclaje, la raíz puede alcanzar una mayor profundidad, permitiendo la extracción de nutrientes de capas más profundas del suelo”, concluyó el investigador.
