Sábado, Junio 18, 2003
La Jolla, CA – Los científicos de Salk han definido una nueva vía que controla cómo florecen las plantas en respuesta a condiciones de sombra y hacinamiento, y sus hallazgos pueden tener implicaciones para aumentar el rendimiento en cultivos que van desde el arroz hasta el trigo.
El estudio, publicado en la edición del 19 de junio de Nature, fue dirigido por el profesor Salk e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. joanne chory y el becario postdoctoral del Instituto Médico Salk/Howard Hughes, Pablo Cerdán. “El mecanismo que conduce a que las plantas florezcan temprano en respuesta a las condiciones de sombra se desconoce en gran medida”, dijo Chory. “Y este es un problema importante para los cultivos, que se plantan en alta densidad y, a menudo, se dan sombra unos a otros en el campo. Al comprender este proceso, algún día podremos controlar las respuestas de floración de las plantas a la sombra y, a su vez, aumentar el rendimiento de los cultivos”.
Los investigadores de Salk se centraron en lo que se conoce en las plantas como el "síndrome de evitación de la sombra". Cuando las plantas crecen en alta densidad, perciben una disminución en las cantidades relativas de luz roja entrante con respecto a la luz de otras longitudes de onda. Este cambio de luz sirve como advertencia para la competencia, incitando a las plantas a florecer y crear semillas. El subproducto de este proceso es que los tallos de las plantas crecen más y el volumen de las hojas disminuye, lo que lleva a una disminución de la biomasa y el rendimiento.
Para comprender la biología detrás de este proceso, los científicos de Salk observaron un grupo de fitocromos, fotorreceptores en las plantas que desencadenan la "respuesta de evitación de la sombra". Usando la planta de semilla de mostaza común Arabidopsis, la primera planta cuyo genoma completo fue secuenciado por un consorcio multinacional que involucró al profesor de Salk Joe Ecker y otros investigadores, Chory y Cerdán identificaron la proteína específica que desencadena la floración en respuesta a condiciones de luz subóptimas.
“Buscamos versiones mutantes de Arabidopsis para identificar la proteína y la vía de señalización que conduce a la floración en condiciones de sombra”, dijo Cerdán. “Descubrimos que la proteína, llamada PFT1, actúa aguas abajo de un fitocromo específico, phyB, para comenzar este proceso”.
Los fitocromos han sido estudiados por biólogos de plantas durante 50 años y, sin embargo, las complejas vías que conducen a la floración aún no se comprenden completamente. “Aunque las vías que inducen la floración son algunas de las mejor estudiadas en las plantas, todavía hay muchos jugadores nuevos por identificar”, dijo Chory.
Los investigadores se sienten alentados por las implicaciones de sus hallazgos iniciales. “En la agricultura, todo se trata del rendimiento”, dijo Chory. “Las vías del tiempo de floración en Arabidopsis tienen un alto grado de similitud con el arroz, y esperamos que esta investigación finalmente tenga aplicaciones para mejorar el rendimiento del arroz y otros cultivos.
“Hay más de 800 millones de personas en el mundo que padecen desnutrición crónica, y descubrir nuevos métodos para aumentar el rendimiento de los cultivos es crucial para abordar el hambre en el mundo”, dijo.
El estudio fue financiado por una subvención de los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto Médico Howard Hughes.
El Instituto Salk de Estudios Biológicos, ubicado en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud y las condiciones humanas, y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. El instituto fue fundado en 1960 por Jonas Salk, MD, con una donación de un terreno de la Ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes Birth Defects Foundation.
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