Para evitar que las condiciones medioambientales adversas, como la sequía, reduzcan la producción de cultivos y plantas y generen pérdidas de miles de millones de dólares al año a los agricultores, un equipo de investigación de estadounidenses, canadienses y españoles propone pulverizar un producto químico sintético, que imita a una hormona natural de las plantas, sobre éstas para aumentar su tolerancia al estrés.
Las plantas utilizan señales especializadas, llamadas hormonas de estrés, para presentir tiempos difíciles, adaptarse a condiciones de estrés, y aumentar las posibilidades de supervivencia. De todas las hormonas de estrés, el ácido abscísico (ABA), producido de forma natural por las plantas, ha emergido en los últimos 30 años como la hormona clave para ayudar a las plantas a afrontar las condiciones de sequía.
Cuando están sometidas a mucho estrés hídrico, las plantas aumentan sus niveles de ABA que les permite sobrevivir a la sequía mediante un proceso que no se conoce muy bien. Esta sustancia química endógena es tan esencial para la supervivencia de la planta que los investigadores han creado nuevos cultivos resistentes a la sequía probando con la ruta del ABA.
Pulverizar ABA directamente sobre los cultivos para mejorar su producción ha sido una opción contemplada por los científicos durante años. No obstante, el ABA es una molécula costosa, compleja y vulnerable a la luz que no ha encontrado uso en la agricultura.
La solución, un receptor químico sintético estable
Para ello, la nueva investigación, que se publica en Science on line y que ha realizado el laboratorio de Sean Cutler, profesor adjunto de biología celular vegetal del Departamento de Botánica y Ciencias Vegetales en la Universidad de California (Riverside), sugiere la posibilidad de pulverizar productos químicos sintéticos estables sobre las plantas para aumentar la tolerancia al estrés durante épocas de sequía y mejorar la producción.
Utilizando un método de estudio de genómica química, en el que los investigadores de Universidad de California son pioneros, Cutler identificó la pirabactina, un nuevo producto químico sintético que convierte la ruta de señalización del ABA en la Arabidopsis, una planta de floración pequeña utilizada ampliamente en los laboratorios de biología vegetal como organismo modelo.
Su laboratorio utilizó entonces la pirabactina para obtener un receptor para el ABA, es decir una molécula de proteína en una célula a la que pueden adherirse moléculas de señalización móviles. “Los científicos han intentado resolver el problema del receptor del ABA durante más de 20 años, y las afirmaciones sobre los receptores de ABA no son fácilmente recibidas por la comunidad científica”, ha explicado Cutler.
“Exploramos miles de sustancias químicas en busca de una que imitase al ABA. Descubrimos que la pirabactina activa algunos de los receptores del ABA en las plantas y es un excelente imitador de esta hormona. Además, a diferencia del ABA, es estable y fácil de producir. Por tanto, ello sugiere una estrategia química muy efectiva para mejorar la capacidad de las plantas para sobrevivir con escasez de agua, que puede beneficiar a los agricultores en áreas propensas a la sequía en todo el mundo”, ha añadido el investigador.
El planteamiento de Cutler destaca la capacidad del método genético químico para descubrir nuevos caminos para la agroquímica y, a su vez, utilizar esos caminos para entender un proceso biológico. “Este es un llamativo ejemplo de cómo un producto químico nos permitió resolver un problema con el que la genética ha estado luchando”, ha señalado Cutler.
Según el científico, “la genética química puede servir para evitar algunas de las limitaciones que ralentizan el análisis genético clásico”. Ahora, el objetivo del equipo de investigación es diseñar los “mejores receptores químicos posibles” y entender cómo éstos afectan a la fisiología de la planta.
El estudio cuenta con la participación de la Universidad Politécnica de Madrid.
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