Identifican genes que “resetean” el reloj biológico de plantas

Como los humanos cuando sufren el jet lag después de un vuelo, las plantas “resetean” sus relojes biológicos para ajustarlos a los cambios de luz del día o de las estaciones. Ahora, investigadores del Instituto Leloir en Argentina identificaron genes en una planta modelo cuya actividad es clave en ese mecanismo.

La adaptación de las plantas frente a los cambios que se producen en el entorno, como la luz, la temperatura y la humedad, son imprescindibles para su desarrollo: esas señales les permiten “saber” cuándo germinar, florecer, desplegar sus hojas para la fotosíntesis y producir sus frutos o granos.

“Nuestros experimentos mostraron que el grupo de genes, denominado LNK, fabrican proteínas cuya actividad regula el reloj biológico de Arabidopsis thaliana de acuerdo a los cambios en las señales ambientales”, explicó el doctor Marcelo Yanovsky, investigador del CONICET y jefe del laboratorio de Genómica Vegetal del Instituto Leloir donde se realizó el hallazgo publicado en la prestigiosa revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Se supone que los mismos genes están presentes y actúan de modo similar en cultivos de interés agronómico, como la soja y el maíz.  

Para identificar el grupo LNK que participa del ajuste del reloj por la luz, el grupo de Yanovsky utilizó una nueva tecnología genómica que permite analizar simultáneamente la expresión de miles de genes.

Los autores del trabajo identificaron 65 genes (de un total de 25.000 que tiene la Arabidopsis thaliana) que se “encendían” cuando se exponía a las plantas a un breve pulso de luz en la mitad de la noche. Este tratamiento simula el efecto de un amanecer anticipado que acelera el reloj, permitiendo a las plantas ajustarse mejor a los días largos del verano. “En ausencia de estos genes, el reloj de las plantas se hace más lento y las plantas no perciben correctamente los días largos de la primavera/verano y florecen más tardíamente”, explicó el investigador.


El momento en el que florecen las plantas de especies cultivadas es clave para determinar el rendimiento de los cultivos. Las plantas son sumamente sensibles a cualquier estrés ambiental en la ventana de tiempo que abarca los 15 días anteriores y 15 días posteriores a la floración. “La falta de agua, o temperaturas extremas, en ese momento, producen pérdidas muy importantes en el rendimiento. Un ejemplo de esto se da en el maíz, que sufre grandes pérdidas en su productividad si ocurre una sequía hacia fines de diciembre o comienzos de enero”, resaltó Yanovsky.

Por este motivo, poder ajustar el momento de la floración de las plantas cultivadas en función del clima de las distintas regiones geográficas es clave para maximizar el rendimiento de los cultivos.

La humanidad, durante el proceso de domesticación de los cultivos, seleccionó inconscientemente variantes que afectan genes del reloj de las plantas, de modo de ajustar el calendario de las mismas a distintos ambientes. “Nuestro conocimiento cada día más preciso de los mecanismos de funcionamiento genético del reloj y calendario biológico de las plantas, ofrece oportunidades únicas para combinar las variantes génicas que permitan maximizar el rendimiento de distintos cultivos a diferentes regiones geográficas”, concluyó Yanovsky.  

En el estudio también participaron científicos del Instituto Max Planck de Alemania y del Centro de Investigación en Agrigenómica de España. (Fuente: Agencia CyTA-Instituto Leloir)