Cómo conseguir el hiperdesarrollo de los cultivos

Salome Prat, investigadora del Departamento de Genética Molecular de Plantas del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC en Madrid, ha presentado en una conferencia en la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC), el descubrimiento que ha realizado su grupo de investigación del mecanismo de acción de los genes responsables de la denominada revolución verde, que en los años 60 permitió obtener un gran aumento en la producción agrícola gracias a mutaciones en los genes DELLA de los cereales.

Este grupo de científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas han identificado como actúan los genes DELLA. Estos genes son represores de la señal de las giberelinas, unas hormonas vegetales que regulan el crecimiento de las plantas, claves para el desarrollo vegetal.

Las giberelinas son unas fitohormonas que se producen en la zona apical, frutos y semillas de las plantas. Entre sus funciones básicas se encuentra la promoción del desarrollo de frutos o floración, la inducción de la brotación de las yemas, la interrupción del periodo de latencia de las semillas, haciéndolas germinar.

Cuando la planta no sintetiza giberelinas, hormonas vegetales que regulan el crecimiento, en el núcleo de cada célula se acumulan las proteínas represoras llamadas DELLA que se fabrican a partir de estos genes DELLA. Estas proteínas DELLA actúan como un lastre que frena otras proteínas, impidiendo la correcta actividad de los promotores del crecimiento en las plantas, como es el caso del factor de transcripción PIF4, que también está regulado por la luz. Así estos genes DELLA cuando se expresan producen las proteínas DELLA que impiden el crecimiento de la planta en oscuridad.

Los genes DELLA ejercen su función represora interaccionando con una familia de factores de transcripción, denominados PIF, que activan la transcripción de genes implicados en el crecimiento de la planta dependiendo de las condiciones de luz.

Dentro de esta familia de factores de transcripción se encuentra el factor PIF4, que integra la regulación de la doble señal hormonal y lumínica. Este factor se acumula en condiciones de oscuridad, en concreto en los brotes de semillas recién germinadas bajo tierra. Cuando actúa PIF4 provoca que el tallo crezca rápidamente hasta alcanzar la superficie iluminada. Posteriormente, cuando ya hay presencia de luz, este factor se desactiva.

Un modelo de planta

Para el desarrollo de este estudio, este grupo de investigación utilizó el modelo vegetal Arabidopsis thaliana, una planta de pequeño tamaño y ciclo corto que permite obtener rápidos resultados. Esta planta les ha permitido comprender cómo la planta es capaz de integrar señales internas, como son las giberelinas, y señales externas ambientales, en este caso la luz, para traducirlas en una respuesta fisiológica, como el crecimiento del tallo, el desarrollo de una flor o la germinación de la semilla.

Con este descubrimiento se pueden conseguir variedades de plantas en las que su cultivo a elevada densidad deje de ser un problema, como ocurre en las plantaciones de tomates cultivados en invernadero que necesitan una separación mínima entre planta y planta para que no haya una competencia por la luz, o incluso se pueden obtener árboles que no requieran ser plantados en zonas sombreadas, con el objetivo de que su tronco sea más largo y sin ramas.