La adaptación genética permite al arroz sobrevivir largas inundaciones

Cuando las aguas suben producto de una inundación, algunas variedades de arroz son capaces de crecer rápidamente para evitar quedar sumergidas. En un nuevo estudio se ha identificado un gen fundamental responsable de la adaptación del arroz de aguas profundas, el SD1 (SEMIDWARF1), una variante del mismo gen responsable del mayor rendimiento de los granos que introdujo la Revolución Verde del arroz.

La capacidad que tiene este gen de funcionar en papeles tan diversos en el arroz cultivado resalta la «complejidad intrínseca y la plasticidad molecular de las estrategias de adaptación de las plantas», explican los autores. Las variedades de arroz de aguas profundas pueden sobrevivir meses de inundación en áreas propensas a este fenómeno climático mediante el rápido alargamiento de sus tallos, con el objetivo de que las hojas de la planta queden por encima de la superficie del agua. Mientras que se creía que las hormonas vegetales etileno y giberelinas (AG) provocaban este «estirón», de metros de largo, la mecánica genética y el origen de esta adaptación continúa siendo un misterio.

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Takeshi Kuroha et al. realizaron un estudio de asociación del genoma completo usando una selección de variedades de arroz asiático y de arroz de aguas profundas para identificar los factores que regulan dicho crecimiento inducido por la sumersión. Ahora, han revelado un novedoso mecanismo molecular que llaman «relevo etileno-giberelina».

Cuando la planta se sumerge, la hormona vegetal gaseosa, el etileno, se acumula en su interior, lo que induce la expresión de un factor de transcripción que provoca que el gen SD1 aumente la producción de las AG, una de las cuales, la AG4, favorece el crecimiento rápido del tallo.

Un análisis evolutivo de diversas especies de arroz sugiere que esta variedad actual adaptada a las inundaciones fue engendrada de forma selectiva a partir del ancestro silvestre del arroz en Bangladés, donde las inundaciones estacionales son muy usuales.

El estudio de Kuroha et al. indica que algunas variantes del gen SD1 son parte fundamental en las estrategias de adaptación que los humanos se han apropiado y que han permitido el cultivo de arroz en sistemas muy diferentes, cuando se buscaba obtener un mayor rendimiento de la cosecha como parte de la Revolución Verde y bajo fuertes inundaciones provocadas por el monzón, como se ha evaluado en este estudio. Identificar más variaciones genéticas en el arroz silvestre podría ofrecer útiles soluciones de adaptación que podrían servir para crear nuevas variedades de arroz moderno, en especial a medida que el cambio climático provoca cambios radicales en el clima. (Fuente: AAAS)