Descubren cómo las plantas regulan su crecimiento

El exagerado crecimiento de las plantas puede poner en riesgo el rendimiento de los cultivos, porque si son muy altas se pueden quebrar o volcar por la acción del viento y esto hace, entre otras cosas, que las cosechadoras no lleguen a alcanzar los granos.

En un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), investigadores del Conicet en la Fundación Instituto Leloir (FIL) y el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (Ifeva) de la UBA revelaron el mecanismo molecular que participa en el control del crecimiento del tallo frente a cambios en la abundancia de nitrato, fuente de un nutriente indispensable en suelos agrícolas, un descubrimiento abre las puertas al desarrollo de cultivos más eficientes.

“Durante la ‘revolución verde’ se adoptaron tecnologías que aumentaron la producción de los cultivos agrícolas de manera muy marcada. En cultivos como trigo o arroz, por ejemplo, se incorporaron genes de enanismo y así se obtenían ejemplares enanos que no se volcaban tan fácilmente. Un efecto colateral de este desarrollo es que se reduce la eficiencia de la planta para utilizar el nitrógeno del suelo. Entonces, para tener el mismo efecto hay que fertilizar más, algo que tiene costos ecológicos y económicos más altos”, explicó a la Agencia CyTA-Leloir el ingeniero agrónomo y doctor en Ciencias Biológicas de Plantas Jorge Casal, jefe del Laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas de la FIL y uno de los autores del trabajo.

Utilizando como modelo el hipocotilo (tallo durante el desarrollo temprano) de la planta Arabidospis thaliana, Casal y su colega Matías Ezequiel Pereyra, primer autor del artículo, determinaron junto a otros colaboradores cómo reacciona el tallo frente a la presencia de nitrato.

“Comparamos qué pasaba ante concentraciones bajas y altas y no vimos diferencias de crecimiento. Sin embargo, cuando aumentamos la concentración de nitrato disponible sí se promovió el crecimiento del hipocotilo”, aseguró Pereyra, también investigador de la FIL y el Ifeva.

“Una casa puede tener una llave térmica externa que controla toda la electricidad; más adelante, el circuito eléctrico se puede dividir y tener llaves para cada sector y más adelante aún, dentro de una rama del circuito, puede haber térmicas para aparatos específicos, que se pueden cortar para arreglar ese equipo sin afectar la electricidad del resto de la casa. Los genes de enanismo que se han utilizado hasta ahora son como llaves más generales”, graficó el especialista.

Y resaltó: “Nosotros hemos identificado otros genes, denominados SAUR, que controlan más específicamente el crecimiento”.

Los investigadores determinaron, además,  que la proteína PIF4 es la que cumple una función central en la expresión de estos genes frente al aumento de nitrato.

Ahora, con esta nueva información en la mano, los científicos esperan lograr plantas enanas, pero que no tengan baja eficiencia de utilización de nitrógeno y así, entonces, poder reducir el uso de fertilizantes. “Aspiramos a mantener el beneficio, sin el efecto colateral negativo”, sintetizó Casal.

El hipocótilo es una parte esencial de la semilla, y por lo tanto de la futura planta. Aunque es muy pequeño, juega un papel crucial tanto en lo que respecta al desarrollo como en al crecimiento del ser vegetal.

 ¿Qué es el hipocótilo y cuál es su función?

Hay muchos tipos de frutos: unos son carnosos, otros secos, unos que pueden pesar más de un kilo y otros que no superan el gramo. Pues bien, aunque todos sean diferentes, tienen una característica común y es que una de parte de sus semillas es el hipocótilo.

Cuando el óvulo es fecundado y sus células empiezan a dividirse rápidamente formando el embrión de la futura planta, del hipocótilo surge la radícula, es decir, la primera raíz cuya misión es la de empezar a absorber agua y nutrientes del suelo. Para ello, crecerá hacia abajo, es decir, penetrando la tierra; de esta manera, la planta podrá alimentarse, algo que es muy importante sobre todo tras la caída de los cotiledones (hojas primitivas), ya que estos constituyen la primera reserva de alimento de cualquier especie, y por lo tanto la primera en ser aprovechada.

A su vez, el hipocótilo se transforma en tallo, el cual tendrá un crecimiento vertical por lo general, y de cuyo ápice surgirán las hojas.

El hipocótilo es el tallo que hay entre los cotiledones y la radícula, y es por lo tanto el que mantiene erguidas a las plantas. Además, a medida que pasa el tiempo, este tiende a cambiar de color y transformarse en un tronco leñoso.

Dependiendo del tipo de germinación, distinguimos las semillas epigeas y las hipogeas.

Instituto Leloir