El estudio de las reacciones de las plantas ante los factores de estrés ambiental es clave para una agricultura sostenible
Una nueva investigación sobre la respuesta molecular de las plantas a la estimulación mecánica arroja nueva luz sobre su reacción ante los factores de estrés ambiental y su desarrollo.
Un equipo de investigadores de Suecia ha obtenido nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares asociados a las reacciones de las plantas ante factores de estrés ambiental, como el contacto físico, la poda o las infecciones.
Los científicos han explorado el funcionamiento interno de dichas reacciones y el comportamiento resultante de la planta, descubriendo nuevos factores genéticos cruciales que podrían influir en el rendimiento de los cultivos.
«Hemos identificado una vía de señalización completamente nueva que controla la respuesta de una planta al contacto físico y al tacto. Ahora continúa la búsqueda de más vías».
El equipo de la Universidad de Lund reiteró que las plantas reaccionan a los estímulos mecánicos para hacer frente mejor a amenazas ambientales específicas.
El estudio publicado en Science Advances explicaba que «la estimulación mecánica desencadena rápidos cambios en la expresión génica y afecta al aspecto de la planta (tigmomorfogénesis) y a la floración».
Véase también: Un científico climático de la NASA gana el Premio Mundial de la AlimentaciónLa tigmomorfogénesis se genera por la estimulación repetida e incluye modificaciones significativas en la morfología de la planta, como enanismo, espesamiento del tallo, alteración de las propiedades mecánicas del tallo, retraso en la floración, mejora de la fuerza de anclaje de las raíces y reducción de la apertura estomática.
Estos cambios tienden a mejorar la capacidad de las plantas para resistir vientos fuertes y mejorar su respuesta a las infecciones. Además, estos cambios podrían reforzar la resiliencia al frío, la salinidad o la sequía.
La nueva investigación y otros estudios que exploran reacciones similares en las plantas contribuyen a un conocimiento cada vez mayor de los mecanismos que, según los científicos, podrían ser cruciales para mejorar las técnicas agrícolas.
«La mecanoestimulación ha ido ganando atención como método potencial para las prácticas de agricultura sostenible con el fin de mejorar la seguridad alimentaria», escribieron los investigadores.
«Sin embargo, la respuesta de las plantas a la estimulación mecánica es muy compleja, ya que depende de la intensidad de la carga mecánica y de la frecuencia de las exposiciones», añadieron. «Comprender el mecanismo molecular de la mecanopercepción y la tigmomorfogénesis de las plantas es imprescindible para aplicar este método a la agricultura a gran escala».
Investigaciones anteriores identificaron mecanismos moleculares relacionados con la mecanopercepción vegetal. Otros estudios señalaron la importante relación entre el ácido jasmónico y la señalización táctil.
«A pesar de los muchos años de investigación sobre cómo se controlan las respuestas transcripcionales a la estimulación mecánica en las plantas, solo se han identificado y validado de forma consistente unos pocos reguladores», escribieron los investigadores.
«En este estudio, utilizamos la genética inversa para caracterizar con mayor detalle los mecanismos moleculares subyacentes a la señalización táctil», añadieron.
Por ejemplo, Olivier Van Aken, biólogo de la Universidad de Lund, declaró a la revista ScienceAlert: «Expusimos la planta Arabidopsis thaliana a un suave roce, tras lo cual se activaron miles de genes y se liberaron hormonas del estrés. A continuación, utilizamos cribado genético para encontrar los genes responsables de este proceso».
Según su colega Essam Darwish, los resultados del estudio «resuelven un misterio científico que ha eludido a los biólogos moleculares de todo el mundo durante 30 años».
«Hemos identificado una vía de señalización completamente nueva que controla la respuesta de una planta al contacto físico y al tacto», añadió. «Ahora continúa la búsqueda de más vías».
Los investigadores creen que una mejor comprensión de esos mecanismos podría brindar nuevas oportunidades para la agricultura mundial, en un contexto en el que el cambio climático y los conflictos amenazan la seguridad alimentaria en muchas regiones.
«Dadas las condiciones meteorológicas extremas y las infecciones por patógenos a las que da lugar el cambio climático, es de suma importancia encontrar nuevas formas ecológicamente responsables de mejorar la productividad y la resistencia de los cultivos», concluyó Van Aken.