¿Cómo resisten las plantas sedientas durante una sequía?

19 de marzo de 2026

¿Cómo resisten las plantas sedientas durante una sequía?

Científicos del Instituto Salk crean un atlas de alta resolución que muestra cómo las sequías afectan a las células vegetales e identifican un gen que podría ser un objetivo para crear cultivos más resistentes.

19 de marzo de 2026

• Lo más destacado
• Científicos de Salk presentan un atlas de expresión génica de hojas de plantas a lo largo de su desarrollo, comparando condiciones normales frente a sequía.
• El atlas revela que la sequía acelera el envejecimiento de las hojas; identifica un gen que ayuda a las hojas a seguir creciendo en condiciones de estrés
• El estudio despeja el camino para cultivos más tolerantes a la sequía, lo que protegería los rendimientos y reduciría las pérdidas de los agricultores durante sequías leves.

LA JOLLA—Estados Unidos y México atraviesan una megasequía histórica desde principios de siglo. Durante más de 25 años, el suroeste de Estados Unidos ha enfrentado las graves consecuencias sociales y económicas de esta megasequía, incluida una pérdida récord de 1,100 millones de dólares en agricultura en California solo en 2021 ($). Con estas condiciones persistiendo, ¿cómo podemos ayudar a los cultivos a resistir la sequía minimizando la pérdida de rendimiento?

Los científicos del Instituto Salk analizaron cerca de un millón de células de las hojas de Arabidopsis thaliana, una pequeña planta con flores que sirve como modelo de laboratorio para cultivos importantes como el maíz, el trigo y el arroz. El equipo midió los cambios en la expresión génica de estas células en distintos niveles de sequía y etapas de desarrollo foliar, y recopiló los datos en un atlas de acceso público.

El nuevo atlas reveló que las condiciones de sequía aceleran el envejecimiento de las hojas, pero que se podría utilizar un gen específico para recuperar el crecimiento foliar durante la sequía.

El estudio, publicado en Plantas naturales publicado el 19 de marzo de 2026, ofrece una guía que podría ayudar a los investigadores a desarrollar variedades de cultivos capaces de mantener mejor su crecimiento durante las sequías.

“Llevamos mucho tiempo triturando hojas y analizando la expresión génica general; esta es la primera vez que estudiamos la sequía con una resolución específica para cada tipo de célula”, afirma Joseph Ecker, doctor, autor principal del estudio, profesor y titular de la Cátedra del Consejo Internacional Salk en Genética en el Instituto Salk, e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. “Estamos ampliando los límites de lo que se conoce, y este atlas ofrece una visión realmente fundamental sobre cómo el entorno influye en las plantas”.”

¿El hecho de que se me caigan las hojas significa que soy un mal cuidador de plantas?

Las plantas pasan por ciclos de muerte y renacimiento, a medida que las hojas viejas caen y brotan otras nuevas. Este proceso de envejecimiento y desarrollo es mucho más flexible que en los seres humanos: las plantas pueden ralentizar, detener o acelerar el envejecimiento según la situación. Por ejemplo, ante condiciones climáticas extremas como la sequía, las plantas comienzan a envejecer rápidamente y a desprenderse de las hojas más viejas, al tiempo que ralentizan el crecimiento de las nuevas. De esta manera, la planta conserva sus recursos y se mantiene con vida.

Desafortunadamente para los agricultores, esta táctica perjudica la productividad y el rendimiento general de los cultivos, lo que se traduce en pérdidas económicas. Y aunque esta respuesta al estrés, caracterizada por un envejecimiento rápido y una renovación más lenta, está bien documentada, aún se desconocen los fundamentos genéticos del crecimiento de las hojas durante la sequía.

“Si logramos determinar cómo las plantas ajustan su crecimiento en respuesta al estrés ambiental, podríamos utilizar esta información para desarrollar nuevas variedades de cultivos que mantengan su productividad en condiciones de escasez de agua, un reto cada vez más importante a medida que las sequías se vuelven más frecuentes”, afirma Joseph Swift, PhD, primer autor del estudio y exinvestigador posdoctoral en el laboratorio de Ecker.

¿Qué ocurre en el interior de las hojas durante la sequía?

Detrás de la identidad y el comportamiento de cada célula hay un programa genético. Cada célula contiene muchos genes, pero solo se expresan unos pocos, según las necesidades específicas de ese tipo de célula. Las hojas contienen muchas células especializadas diferentes: unas se encargan de transportar el agua, otras de realizar la fotosíntesis, otras de formar la “piel” de la hoja, y así sucesivamente. Los estudios que analizan la expresión génica global en toda la hoja pasan por alto estas diferencias entre los distintos tipos de células.

Para solucionar esto, los investigadores del Instituto Salk crearon un atlas de expresión génica con resolución a nivel de un solo núcleo. El equipo analizó 1.226 Arabidopsis hojas, con un total de algo menos de un millón de núcleos celulares, incluyendo plantas cultivadas y regadas de forma normal y plantas expuestas a la sequía, en diversas etapas de desarrollo.

Cuando los investigadores compararon los perfiles de expresión génica de todas estas células, descubrieron que, a lo largo de los nueve días de sequía, las hojas aceleraron su envejecimiento, lo que dio lugar a hojas más pequeñas. Los programas genéticos relacionados con la madurez y el envejecimiento de las hojas comenzaron a activarse antes de lo normal debido al estrés hídrico. Cuanto peores eran las condiciones de sequía, más intensa era la expresión de los genes relacionados con el envejecimiento.

Los programas genéticos relacionados con el envejecimiento se manifestaron de manera especialmente pronunciada en las células de las hojas encargadas de la fotosíntesis, denominadas células del mesófilo. También descubrieron que un gen específico, la ferric reductasa 6 (FRO6), regulaba Arabidopsis tamaño de las hojas durante la sequía.

El equipo se mostró especialmente entusiasmado al descubrir que, al aumentar la expresión de FRO6 en las células del mesófilo, la planta mantenía parcialmente el crecimiento de las hojas bajo condiciones de estrés hídrico.

¿Podrían las plantas tolerantes a la sequía ayudar a los agricultores?

“Por lo general, cuando intentamos modificar genéticamente una planta para que resista la sequía”, explica Swift, “esta acaba atrofiada, porque, en esencia, le estamos diciendo que no crezca. Por supuesto, eso no es lo que queremos en el campo. El FRO6 podría ser una forma de estimular a las plantas para que sigan creciendo durante sequías leves, lo que permitiría a los agricultores mantener un rendimiento importante de sus cultivos”.”

Estos hallazgos podrían transformar la forma en que los cultivos hacen frente a la sequía, haciéndolos más resistentes sin sacrificar la productividad. Además, complementan otro estudio reciente del laboratorio de Ecker, que describía una respuesta inmunitaria potenciada que las plantas activan tras la sequía, denominada Inmunidad inducida por la recuperación tras la sequía (DRII).

“Nuestro estudio anterior, publicado el verano pasado, explicaba cómo se recuperan las plantas de la sequía, y ahora sabemos cómo responden durante ”la sequía“, afirma Ecker. ”Desde aquí, podemos diseñar estrategias para crear cultivos más resistentes que puedan soportar mejor estos retos ambientales y proteger así el suministro mundial de alimentos».”

Otros autores y financiación

Entre los demás autores se encuentran Xuelin Wu, Jiaying Xu, Carl Procko, Tanvi Jain, Natanella Illouz-Eliaz, Joseph Nery y Joanne Chory, del Instituto Salk. El trabajo contó con el apoyo de la Fundación para la Investigación en Ciencias de la Vida, la Asociación Americano-Australiana y el Instituto Médico Howard Hughes.

DOI: 10.1038/s41477-026-02254-3