23 Mar 2022
Identifican mecanismos genéticos de supervivencia de las plantas para superar las bajas temperaturas
El trabajo de los científicos del Instituto Leloir sienta bases para el desarrollo de cultivos resistentes a esas condiciones adversas para evitar pérdidas millonarias en el sector agro.
José Manuel Estévez (izq.), director del estudio, y Javier Martínez Pacheco, primer autor.
Las bajas temperaturas son una de las pesadillas de los productores agrícolas, que reportan millones de dólares de pérdidas en sus cultivos a causa de las bajas temperaturas. Ahora, investigadores de la Fundación Instituto Leloir (FIL) lograron identificar un grupo de genes que mejoran la capacidad vegetal de resistir ese desafío térmico, lo que podría tener futuras aplicaciones biotecnológicas en el sector agro.
“Dilucidar los intrincados mecanismos de respuesta vegetal al estrés causado por las bajas temperaturas nos permitirá en un futuro generar cultivos más resistentes a estas condiciones adversas”, indicó José Manuel Estévez, el doctor en Biología y jefe del Laboratorio Bases Moleculares del Desarrollo Vegetal de la FIL.
En el nuevo estudio, publicado en “Nature Communications”, Estévez y colegas identificaron en un modelo vegetal de Arabidopsis thaliana genes que favorecen la capacidad de las raíces de las plantas para absorber agua y nutrientes que escasean en suelos sometidos a bajas temperaturas (10°C). Los genes, PRX62 y PRX69, fueron descubiertos mediante microscopía avanzada y una técnica que se conoce como “estudio de asociación del genoma completo” o GWAS, por sus siglas en inglés.
Según la evidencia colectada, los investigadores propusieron que, en condiciones de frío, los genes PRX62 y PRX69 modifican a otras proteínas (extensinas) en la pared celular de ciertas estructuras de las raíces encargadas de captar agua y nutrientes del suelo, llamadas pelos radiculares. “La pared se vuelve más laxa y así permite la mayor elongación del pelo en la búsqueda de nutrientes poco disponibles en el medio de crecimiento”, destacó Javier Martínez Pacheco, becario doctoral del CONICET en el grupo de Estévez y primer autor del trabajo.
En plantas Arabidopsis (izq.) los científicos identificaron los mecanismos moleculares que regulan, en condiciones de frío, el crecimiento de los pelos radicales (der.), estructuras de las raíces de las plantas que absorben agua y nutrientes del suelo. Créditos: Laboratorio José Manuel Estévez- FIL.
Cuando los investigadores inhibieron los genes PRX62 y PRX69, las plantas sometidas a condiciones de frío se deterioraban rápidamente. Por el contrario, la sobreexpresión de esos genes mejoró su supervivencia.
“Este trabajo es parte de una serie de estudios que estamos llevando a cabo en los últimos años con resultados que creemos van a cambiar la percepción que tenemos sobre las bajas temperaturas y el crecimiento vegetal, un tema sobre el cuál se ha investigado poco y estamos haciendo frontera del conocimiento a nivel mundial”, concluyó Estévez, también investigador del CONICET.
Del avance también participaron miembros de diferentes grupos de investigación entre los que se incluyen los grupos liderados por Corina Fusari (CEFOBI-CONICET, Rosario), Claudio Meneses (Universidad Andrés Bello, Chile), Federico Ariel (IAL-CONICET, Santa Fe), Ezequiel Petrillo (IFIBYNE-UBA-CONICET, Buenos Aires), Javier Botto (IFEVA-UBA-CONICET, Buenos Aires), Alejandro Nadra (iB3-FCEyN-UBA, Buenos Aires) y Christophe Dunand (LRSV,Francia).
José Manuel Estévez (izq.), director del estudio, y Javier Martínez Pacheco, primer autor.Las bajas temperaturas son una de las pesadillas de los productores agrícolas, que reportan millones de dólares de pérdidas en sus cultivos a causa de las bajas temperaturas. Ahora, investigadores de la Fundación Instituto Leloir (FIL) lograron identificar un grupo de genes que mejoran la capacidad vegetal de resistir ese desafío térmico, lo que podría tener futuras aplicaciones biotecnológicas en el sector agro.
“Dilucidar los intrincados mecanismos de respuesta vegetal al estrés causado por las bajas temperaturas nos permitirá en un futuro generar cultivos más resistentes a estas condiciones adversas”, indicó José Manuel Estévez, el doctor en Biología y jefe del Laboratorio Bases Moleculares del Desarrollo Vegetal de la FIL.
En el nuevo estudio, publicado en “Nature Communications”, Estévez y colegas identificaron en un modelo vegetal de Arabidopsis thaliana genes que favorecen la capacidad de las raíces de las plantas para absorber agua y nutrientes que escasean en suelos sometidos a bajas temperaturas (10°C). Los genes, PRX62 y PRX69, fueron descubiertos mediante microscopía avanzada y una técnica que se conoce como “estudio de asociación del genoma completo” o GWAS, por sus siglas en inglés.
Según la evidencia colectada, los investigadores propusieron que, en condiciones de frío, los genes PRX62 y PRX69 modifican a otras proteínas (extensinas) en la pared celular de ciertas estructuras de las raíces encargadas de captar agua y nutrientes del suelo, llamadas pelos radiculares. “La pared se vuelve más laxa y así permite la mayor elongación del pelo en la búsqueda de nutrientes poco disponibles en el medio de crecimiento”, destacó Javier Martínez Pacheco, becario doctoral del CONICET en el grupo de Estévez y primer autor del trabajo.
En plantas Arabidopsis (izq.) los científicos identificaron los mecanismos moleculares que regulan, en condiciones de frío, el crecimiento de los pelos radicales (der.), estructuras de las raíces de las plantas que absorben agua y nutrientes del suelo. Créditos: Laboratorio José Manuel Estévez- FIL.Cuando los investigadores inhibieron los genes PRX62 y PRX69, las plantas sometidas a condiciones de frío se deterioraban rápidamente. Por el contrario, la sobreexpresión de esos genes mejoró su supervivencia.
“Este trabajo es parte de una serie de estudios que estamos llevando a cabo en los últimos años con resultados que creemos van a cambiar la percepción que tenemos sobre las bajas temperaturas y el crecimiento vegetal, un tema sobre el cuál se ha investigado poco y estamos haciendo frontera del conocimiento a nivel mundial”, concluyó Estévez, también investigador del CONICET.
Del avance también participaron miembros de diferentes grupos de investigación entre los que se incluyen los grupos liderados por Corina Fusari (CEFOBI-CONICET, Rosario), Claudio Meneses (Universidad Andrés Bello, Chile), Federico Ariel (IAL-CONICET, Santa Fe), Ezequiel Petrillo (IFIBYNE-UBA-CONICET, Buenos Aires), Javier Botto (IFEVA-UBA-CONICET, Buenos Aires), Alejandro Nadra (iB3-FCEyN-UBA, Buenos Aires) y Christophe Dunand (LRSV,Francia).