Los efectos del cambio climático, como las malas cosechas, son cada vez más evidentes. Para afrontar estos retos se necesitan diversas estrategias, entre ellas la mejora de la resiliencia de las plantas. Un equipo internacional de investigación, dirigido por científicos del VIB-UGent, ha descubierto los mecanismos que regulan la apertura y el cierre de los estomas (pequeños poros en las hojas) en respuesta a las altas temperaturas y la sequía, según un comunicado de prensa. Estos hallazgos, publicados en Nature Plants , ofrecen información valiosa para desarrollar cultivos mejor adaptados al cambio climático.
El cambio climático global está afectando cada vez más a las comunidades de todo el mundo, a medida que los fenómenos meteorológicos extremos se vuelven más frecuentes y severos. Más allá de las consecuencias inmediatas, como las inundaciones y las sequías, también altera los ecosistemas naturales y la agricultura, lo que dificulta en muchas regiones el cultivo de cultivos esenciales o la identificación de plantas adaptadas a los cambios climáticos.
“Durante años, nuestra investigación se ha centrado en el impacto de las condiciones climáticas extremas en las plantas”, afirma el profesor Ive De Smet (Centro de Biología de Sistemas Vegetales del VIB-UGent). “Los conocimientos moleculares que obtenemos pueden conducir a soluciones para mejorar la resiliencia de las plantas. En esencia, aprendemos de los mecanismos naturales que las propias plantas despliegan. Por ejemplo, cómo los estomas de las hojas desempeñan un papel crucial en la interacción de la planta con el medio ambiente. Esto hace que los conocimientos sobre sus mecanismos de activación sean muy valiosos”.
Las plantas se adaptan a los cambios ambientales abriendo o cerrando pequeños poros llamados estomas, que regulan el intercambio de gases, la pérdida de agua y la entrada de patógenos, al tiempo que las protegen contra el estrés. Las altas temperaturas hacen que los estomas se abran para enfriarse, mientras que las condiciones secas hacen que se cierren para conservar agua, lo que genera respuestas potencialmente conflictivas en climas cálidos y secos. Para comprender estos mecanismos, el equipo VIB-UGent del profesor Ive De Smet colaboró con investigadores de las universidades de Utrecht, Valencia y Wageningen.
“La apertura y el cierre de los estomas son respuestas rápidas que requieren mecanismos de señalización similares a los de los interruptores”, afirmó el Dr. Xiangyu Xu (VIB-UGent), primer autor del estudio. “Sabemos que los interruptores codificados por fosforilación dentro de las redes de proteínas son reversibles y tienden a ser más rápidos que los interruptores genéticos. Por eso estudiamos el papel de los relés de fosforilación mediados por quinasas en la apertura y el cierre de los estomas”.
Xu y su equipo identificaron y caracterizaron con éxito una nueva vía de señalización dependiente de la fosforilación que regula la apertura de los estomas en condiciones de alta temperatura y estrés por sequía. Descubrieron que TOT3, una quinasa asociada con altas temperaturas, controla la apertura de los estomas en condiciones de calor. Además, OST1, que regula el cierre de los estomas durante la sequía, inactiva directamente a TOT3 a través de la fosforilación. Esta regulación de TOT3 mediada por fosforilación actúa como un interruptor que controla la apertura y el cierre de los estomas en respuesta a altas temperaturas y sequía.
“Como investigador, es gratificante desentrañar un nuevo eje de señalización que coordina la apertura y el cierre de los estomas en respuesta a diversas señales de estrés”, afirmó el Dr. Lam Dai Vu (VIB-UGent). “Más importante aún, en el contexto del cambio climático global, comprender estos mecanismos tiene potencial para desarrollar cultivos que sean resistentes a los desafíos climáticos”.
Fuente Seed World