Sustancia barata para aumentar la resistencia a la sequía de los vegetales rociados con ella

Uno de los efectos más temibles del calentamiento global es un aumento considerable de la sequía en algunas regiones agrícolas, con el resultado de la muerte de plantas y la pérdida de la cosecha. Una vía para mitigar el problema es conseguir que los cultivos sean más resistentes a la sequía. De ese modo, aunque el crecimiento de las plantas sea menor, no mueren, y hay cosecha.

Todas las plantas terrestres tienen sistemas complejos de detección de agua y de respuesta a la sequía que están calibrados para maximizar su adaptación a los ambientes en los que viven. Por ejemplo, las plantas en ambientes con poca agua crecen lentamente de modo tal que no deban consumir más agua de la que está disponible.

Pero, dado que muchos agricultores tradicionalmente han deseado variedades de crecimiento rápido, sus cepas más productivas no siempre se originan a partir de progenitores tolerantes a sequías. Como resultado, hoy en día tenemos cultivos que funcionan muy bien en años con abundancia de agua pero muy mal en años en los que el agua escasea, marchitándose muy pronto cuando les falta el agua. Este dilema ha dado lugar a una búsqueda activa tanto de nuevos cultivos resistentes a la sequía como de compuestos químicos que los agricultores puedan usar para mejorar el rendimiento de sus cultivos bajo condiciones adversas.

Trabajando con la Arabidopsis, una planta modelo ampliamente utilizada en laboratorios de biología vegetal, el equipo de Andrew Defries y Sang-Youl Park, de la Universidad de California en Riverside, ha descubierto un nuevo compuesto protector contra sequías que muestra un alto potencial para convertirse en una herramienta eficaz con la que proteger cultivos en el nuevo mundo de los climas extremos que se avecina.

Las hojas de las plantas están cubiertas por pequeños poros, llamados estomas, que se abren y se cierran a conveniencia para controlar la cantidad de agua del vegetal que se libera al entorno por evaporación. Para que las plantas absorban dióxido de carbono de la atmósfera, los poros necesitan estar abiertos durante cierto tiempo, lo que resulta en una pérdida de agua.

Durante una sequía, los estomas se cierran con firmeza para limitar la pérdida de agua. Una pequeña hormona llamada ácido abscísico (ABA por sus siglas en inglés) orquesta la apertura y cierre de los poros. Las células en toda la planta producen mayores cantidades de ácido abscísico a medida que decrecen los niveles de agua. El ácido abscísico circula por toda la planta, alertando en todas partes de ella de las nuevas condiciones de estrés ambiental y haciendo que se cierren los estomas. Dentro de las células de la planta, el ácido abscísico cumple su trabajo activando una clase especial de proteínas, los receptores de ácido abscísico.

La cuestión clave es que si se pueden controlar los receptores del modo en que lo hace el ácido abscísico, entonces se abre un camino para controlar artificialmente en una planta su pérdida de agua y su resistencia a la sequía. Se ha sabido durante muchos años que rociando simplemente con ácido abscísico a las plantas se mejora mucho su uso del agua y su resistencia a la sequía, pero el ácido abscísico es demasiado caro para que su uso en el campo por parte de los agricultores resulte rentable.

Para solucionar este problema, el equipo de investigación buscó entre miles de sustancias algún compuesto químico sintético que pudiera activar los receptores imitando al ácido abscísico. Los investigadores encontraron una sustancia, a la que le han dado el nombre de quinabactin (quinabactina), que es casi indistinguible del ácido abscísico en sus efectos, pero que resulta mucho más simple químicamente, y por ende más fácil y más barata de elaborar que el ácido abscísico.

En la investigación también han trabajado Francis C. Peterson y Brian F. Volkman del Departamento de Bioquímica en el MCW (Medical College de Wisconsin) en Milwaukee, Estados Unidos, Akira Endo y Eiji Nambara de la Universidad de Toronto en Canadá, Masanori Okamoto de la Universidad de Tottori en Japón, y Sean Cutler de la Universidad de California en Riverside.

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