El Centro de Investigaci¨®n en Agrigen¨®mica crea plantas resistentes a la sequ¨ªa m¨¢s extrema

En la naturaleza, cuando no hay agua, las plantas dejan de crecer. Los cient¨ªficos han aprovechado este mecanismo de defensa natural en las ¨²ltimas d¨¦cadas para dise?ar variedades vegetales resistentes a la sequ¨ªa. El problema es que si la planta frena su crecimiento, se puede arruinar una cosecha. Ahora, un grupo de investigadoras ha conseguido plantas que en situaciones extremas de sequ¨ªa, siguen creciendo. Lo han logrado con una hierba, pero lo siguiente va a ser ensayarlo en cereales.

En los ¨²ltimos 40 a?os, la porci¨®n del planeta que sufre sequ¨ªas se ha doblado. Seg¨²n datos de la Organizaci¨®n de las Naciones Unidas para la Alimentaci¨®n, cada a?o se pierden 12 millones de hect¨¢reas de tierra por el avance de la desertificaci¨®n. El cambio clim¨¢tico amenaza con acelerar el proceso y pa¨ªses como Espa?a o M¨¦xico est¨¢n en la primera l¨ªnea. As¨ª que urge gestionar mejor el agua disponible y conseguir variedades vegetales que puedan soportar largos periodos de sequ¨ªa.

Tras 12 d¨ªas sin agua, casi la mitad de las plantas modificadas segu¨ªan vivas y creciendo, frente al 20% de las no manipuladas

Es lo que han logrado los cient¨ªficos del Centro de Investigaci¨®n en Agrigen¨®mica (CRAG). Modificaron gen¨¦ticamente ejemplares de Arabidopsis thaliana, lo m¨¢s parecido a un rat¨®n de laboratorio pero en versi¨®n vegetal y la primera planta a la que se le secuenci¨® el genoma. Lo que hicieron fue sobre expresar un receptor celular de una hormona vegetal (el BRL3, un brasinoesteroide) que regula el crecimiento, siendo clave en los procesos de expansi¨®n, divisi¨®n y diferenciaci¨®n celular de los tejidos m¨¢s j¨®venes de la planta.

"Con la sobre expresi¨®n g¨¦nica multiplicamos por cinco el n¨²mero de receptores de esteroides en las c¨¦lulas vasculares", explica la autora s¨¦nior del estudio, la profesora del CRAG e investigadora del CSIC, Ana Ca?o. En condiciones de sequ¨ªa estos BRL3 enriquecidos disparan la acumulaci¨®n de az¨²cares en los tallos m¨¢s tiernos y, en particular, en las ra¨ªces. "Las plantas necesitan el agua para hacer az¨²cares, pero al acumularlos en las ra¨ªces, no perciben que falte agua", a?ade Ca?o.

En condiciones normales, las ra¨ªces se mueven y retuercen buscando agua en un proceso llamado hidrotropismo. Si no la hay, es la planta y no la tierra la que cede su humedad mediante ¨®smosis hasta secarse. En las A. thaliana modificadas, la glucosa, la fructosa y otros az¨²cares son osmoprotectores, aislando a ra¨ªces y tallos. Tras un periodo extremo de sequ¨ªa, 12 d¨ªas sin una gota de agua, el 44% de las plantas modificadas sobrevivieron, frente al 20% de las plantas usadas como control, seg¨²n el estudio publicado en Nature Communications.

"Y sin parar de crecer", aclara Ca?o. Ya fuera silenciando unos genes o sobre expresando otros, estudios anteriores hab¨ªan logrado plantas resistentes a la sequ¨ªa. Hay incluso variedades comerciales all¨ª donde est¨¢n autorizados los transg¨¦nicos. Pero lo que hacen estos trabajos es imitar el proceso natural: sin agua, la planta deja de crecer y, a medida que pasa el tiempo, inicia un proceso de muerte celular programada. En esta investigaci¨®n, cuyos primeros autores son Norma F¨¤bregas y Fidel Lozano, el gen manipulado protege del estr¨¦s h¨ªdrico pero sin detener el crecimiento.

Ca?o, representante espa?ola en el consorcio internacional de investigaci¨®n con Arabidopsis recuerda que se trata de "una hierba". Lo que hay que lograr ahora es repetir estos prometedores resultados en especies que interesen a la agricultura. Desde 2016, cuando el Consejo Europeo de Investigaci¨®n seleccion¨® su proyecto para una de sus ayudas, el equipo de Ca?o investiga con el sorgo y replicar en este cereal de secano los resultados obtenidos con la Arabidopsis thaliana. Despu¨¦s podr¨ªan venir el trigo, el arroz, el ma¨ªz...