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El gen que ayuda a sobrevivir a las plantas sumergidas

El cambio climático amenaza a las plantas a medida que aumentan los riesgos de inundaciones. Un nuevo estudio de la Universidad de Estocolmo muestra que ciertos genes especiales son clave para evitar que las plantas se marchiten, permanezcan sanas y resistentes a la falta de oxígeno cuando están bajo el agua durante un período de tiempo prolongado. El desarrollo de variedades de plantas tolerantes que tengan este gen aumentará las cosechas y será cada vez más importante a medida que el clima cambiante provoque exceso de precipitaciones en algunas regiones.

Las plantas, como los humanos, están privadas de oxígeno cuando están bajo el agua. Sylvia Lindberg, profesora de la Universidad de Estocolmo, investiga cómo las plantas se vuelven más resistentes a sobrevivir a esta deficiencia de oxígeno. Cuando las plantas carecen de oxígeno, ciertos genes especiales indican peligro y que la planta debe activar otros genes para ayudar a defenderse. Uno de estos genes es el PLD, que forma la enzima fosfolipasa D. Hasta ahora, el papel clave que desempeña en los sistemas de señales de deficiencia de oxígeno de las plantas era desconocido.

“Sospechamos que este gen estaba involucrado, como lo es en otros tipos de estrés a los que las plantas están expuestas, por ejemplo, la alta salinidad, el frío, la sequía y las infecciones por hongos”, dice Lindberg.

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Cuando las plantas se ven privadas de oxígeno, crecen menos y sus hojas se vuelven amarillas. Lindberg y su equipo de investigación utilizaron plantas mutantes que carecían del gen potencialmente protector para ver si estaba peor durante una inundación simulada. El estudio mostró que las hojas de las plantas mutantes se volvieron amarillas y murieron, lo que significa que el gen desempeña un papel en mantener la planta en buen estado de salud.

“Estamos estudiando la planta rockcress (Arabidospis) que es una planta modelo común porque todos los genes están identificados para ello”, dice Lindberg.

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Algunos de los mutantes de la planta produjeron menos calcio en comparación con la planta normal, cuando se expusieron a falta de oxígeno. Por lo tanto, es posible que la cantidad de calcio también proteja a la planta. El calcio es una sustancia señal importante que aumenta dentro de las células para todos los tipos de estrés que se examinaron.

“Por ejemplo, el arroz es muy tolerante a la deficiencia de oxígeno y aumenta sus niveles celulares de calcio mucho más que el trigo, que es altamente sensible a la deficiencia de oxígeno y no aumenta sus niveles de calcio en la misma medida. Por lo tanto, los cultivos varían en cuanto a su vulnerabilidad. son a la deficiencia de oxígeno “, dice Lindberg.

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Los mutantes de la planta también produjeron menos ácido fosfatídico, que también es un importante segundo mensajero en tiempos de estrés en las plantas. El siguiente paso es investigar cómo reaccionarían las plantas a la deficiencia de oxígeno si, en cambio, aumenta la cantidad del gen modificado PLD.

“Entonces tal vez se formarán más calcio protector y ácido fosfatídico para contrarrestar el efecto de la deficiencia de oxígeno. Espero que se realicen más investigaciones en esta área. Es un verdadero trabajo de detección, pero es importante para el desarrollo de nuevos cultivos tolerantes”, dice la profesora Lindberg.

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