Un grupo de investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas -centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad Politécnica de Valencia- ha descifrado parte de las estrategias empleadas por las plantas para activar la respuesta adecuada ante situaciones de sequía y el ataque de hongos patógenos. A través de los avances obtenidos se pueden desarrollar nuevos cultivos mejor adaptados a estas situaciones.
Como explica el investigadorVicente Ramírez: “En nuestro laboratorio estamos interesados en comprender la biología que subyace a los procesos adaptativos de las plantas ante situaciones de sequía e infecciones fúngicas, dos de los factores más limitantes en la agricultura moderna. Para ello disponemos de una poderosa herramienta, el mutante ocp3”.
Las plantas con una pérdida de función en el gen OCP3 presentan una incontestable resistencia frente a distintos hongos necrotrofos (matan tejidos u organismos) como Botrytis cinerea o Plectosphaerella cucumerina, y al mismo tiempo son capaces de tolerar prolongados periodos de sequía. “La importancia económica de las pérdidas en las cosechas producidas tanto por la sequía como por las infecciones fúngicas hacen de OCP3 un inmejorable candidato para su manipulación biotecnológica con el objeto de obtener cultivos mejor adaptados y más tolerantes ante estos dos importantes problemas agrícolas”, incide Ramírez.
Los estudios realizados indican que estos dos fenómenos de resistencia poseen requerimientos genéticos distintos y sugieren que el factor de transcripción OCP3 estaría regulando los procesos de adaptación de las plantas frente a estos dos tipos de estrés. Este gen funciona como un nexo de unión para modular aspectos independientes y específicos de las rutas de señalización dependientes de fitohormonas como el ácido abscísico (ABA) o el metil jasmonato (MeJA), que juegan un papel fundamental a la hora de establecer estas respuestas.
Fitohormonas y adaptación
La clave del éxito evolutivo de las plantas reside en su capacidad de monitorizar al ambiente que las rodea. Esto les permite reconocer rápidamente las situaciones de estrés y responder de manera específica y efectiva activando complejos mecanismos defensivos.
Como explica Vicente Ramírez: “En los últimos años se han identificado diferentes genes y procesos biológicos implicados en las señalizaciones controladas por estas fitohormonas, lo que ha permitido avanzar en el conocimiento de cómo las plantas responden a cada una de estos estreses utilizando la planta modelo Arabidopsis thaliana”.
En esta línea, la hormona ABA es la que regula principalmente todos los procesos de adaptación y protección orquestados en respuesta al estrés hídrico. Así, mutantes deficientes en la síntesis o percepción de esta hormona son incapaces de responder de manera efectiva a periodos de escasez de agua relativamente cortos. Por su parte, la hormona MeJA juega un papel central en la respuesta defensiva frente a organismos patógenos. Se ha demostrado que los mutantes alterados en la acumulación o señalización de esta fitohormona son muy susceptibles a los hongos, lo que va acompañado de un retraso o incapacidad en la expresión de péptidos antifúngicos.
Sin embargo, pese a la demostrada importancia de estas fitohormonas, “es muy poco el conocimiento acerca de las rutas de señalización genéticamente determinadas frente a estos dos tipos de estrés”, apunta el investigador.
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Referencia bibliográfica:
Vicente Ramírez, Alberto Coego, Ana López, Astrid Agorio, Victor Flors and Pablo Vera. "Drought tolerance in Arabidopsis is controled by the OCP3 disease resistance regulator.", The Plant Journal, 2009.
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