IAL / Frente al cambio climático, sientan las bases moleculares para el desarrollo de cultivos “climáticamente inteligentes”

Un estudio liderado por investigadores argentinos logró describir de manera detallada factores moleculares que regulan el crecimiento de las raíces de las plantas sometidas a baja temperatura. El avance sienta bases para el desarrollo de cultivos que se adapten al cambio climático y garanticen así la seguridad alimentaria mundial.

“Nos abocamos a comprender mejor la relación entre las plantas y el ambiente para poder diseñar estrategias de agricultura sustentable y desarrollar plantas climáticamente inteligentes que sean capaces de adaptarse y crecer en ambientes hostiles”, afirman los dos investigadores del CONICET que dirigen el estudio: Federico Ariel, del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL), en la Ciudad de Santa Fe; y José Manuel Estévez, de la Fundación Instituto Leloir (FIL), en la Ciudad de Buenos Aires.

El puntapié inicial del trabajo, publicado en la revista "Molecular Plant" , fue cuando los científicos pusieron ciertas plantas que se usan como modelos de estudios vegetales, Arabidopsis thaliana, a crecer a bajas temperaturas (10 grados) y no a 22 grados, como hace habitualmente.

“Estas condiciones de frío le son desfavorables, el crecimiento se hace mucho más lento. Lo sorprendente fue descubrir que en el caso de los pelos radicales (estructuras de las raíces encargadas de absorber agua y nutrientes del suelo) pasaba lo opuesto: crecían más del doble de su tamaño habitual. Esto contradecía a lo que esperábamos que pasara”, señaló Ariel, jefe de laboratorio en el IAL, que depende la Universidad Nacional del Litoral (UNL) y del CONICET.

Tras combinar el uso de herramientas genéticas y bioquímicas, junto con técnicas de microscopía avanzada, biología molecular y celular, los científicos lograron identificar los mecanismos moleculares que regulan el crecimiento de los pelos radicales de las plantas a bajas temperaturas. Comprobaron que una molécula llamada APOLO (un ARN largo no codificante) es el que controla el crecimiento de esas estructuras de las raíces: interactúa con proteínas reguladoras llamadas “factores de transcripción” en este caso una denominada WRKY42, que a su vez “enciende” un gen llamado RHD6 que regula la expresión de los genes que disparan el crecimiento de los pelos radicales.

“Se espera que el cambio climático global traiga recurrentes picos de temperatura, precipitaciones y aumento de aridez en los suelos. Es clave que los biólogos moleculares vegetales y los agrónomos tengamos un rol fundamental para generar a futuro nuevos cultivos que se ajusten a esa crisis, en especial cuando existe una demanda creciente de alimentos”, destacó Estévez, jefe de laboratorio en la FIL.

Del avance también participaron los primeros autores Michaël Moison y Leandro Lucero, del IAL, de la UNL y del CONICET; y Javier Martínez Pacheco, del CONICET y de la FIL; Camille Fonouni-Farde y Natanael Mansilla, del IAL; Johan Rodríguez-Melo y Fernando Ibañez, del Instituto de Investigaciones Agrobiotecnológicas, que depende del CONICET y de la Universidad Nacional de Río Cuarto; y Aurélie Christ, Jérémie Bazin, Moussa Benhamed y Martín Crespi, del Instituto de Ciencias de las Plantas Paris-Saclay (IPS2), que depende del sistema científico nacional de Francia (CNRS-INRA) y de la universidad Paris-Saclay de ese país.

Gran parte del estudio fue financiado con aportes del CONICET, del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación y fuentes de financiamiento Internacionales, y también parte del Premio FIMA Leloir otorgado a Ariel en 2019. El avance contó también con el apoyo de la FIL y del IAL.

Fuente: Agencia CyTA-Fundación Leloir.

Referencia bibliográfica
Moison, M., Pacheco, J. M., Lucero, L., Fonouni-Farde, C., Rodríguez-Melo, J., Mansilla, N., … & Ariel, F. (2021). The lncRNA APOLO interacts with the transcription factor WRKY42 to trigger root hair cell expansion in response to cold. Molecular plant. https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.03.008

Sobre investigación:
Michaël Moison. IAL.
Javier Martínez Pacheco. Becario doctoral. IIBBA
Leandro Lucero. Investigador adjunto. IAL.
Camille Fonouni-Farde. IAL.
Johan Rodríguez-Melo. Becario doctoral. INIAB
Natanael Mansilla. IAL

Aurélie Christ. University Paris-Saclay (Francia).
Jérémie Bazin. University Paris-Saclay (Francia).
Moussa Benhamed. University Paris-Saclay (Francia).
Fernando Ibáñez. Investigador adjunto. INIAB.
Martín Crespi. University Paris-Saclay (Francia).
José M. Estévez. Investigador principal. IIBBA y Universidad Andres Bello (Chile)
Federico Ariel. Investigador independiente. IAL.