El CSIC estudia los efectos del calentamiento global en las plantas

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han desarrollado un modelo matemático capaz de predecir el comportamiento de las plantas frente al calentamiento global. Este estudio ha identificado el papel fundamental de la proteína COP1 como fuente del crecimiento de las plantas Arabidopsis en días largos y con temperaturas elevadas, y su importancia en la interacción con otros factores celulares.  

La investigación ha sido elaborada gracias a la colaboración entre los grupos dirigidos por Salomé Prat y Saúl Ares en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB), y Pablo Catalán perteneciente al Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos (GISC) de la Universidad Carlos III de Madrid. “Los datos del estudio podrían ayudar a evitar los factores adversos del cambio climático sobre los cultivos estivales”, han apuntado desde el CSIC.

Asimismo, el modelo que han desarrollado relaciona los niveles activos de factores celulares regulados por la luz y la temperatura con el crecimiento del tallo embrionario (el hipocótilo). Salomé Prat, investigadora del CSIC actualmente en el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), ha destacado que “la importancia de este trabajo va más allá de la caracterización de las bases moleculares de la termomorfogénesis. Las especies cultivadas muestran una variabilidad genética muy reducida en cuanto a su capacidad de adaptación a temperaturas ambientes elevadas, que disminuyen su producción. Aquí mostramos que formas más activas de COP1 mejoran la tolerancia al cambio climático de los cultivos que requieren días largos”,

Los efectos del verano

Las plantas adaptan su desarrollo y morfología a las condiciones ambientales que las rodean, fundamentalmente, la duración del día y la temperatura ambiente. Estos dos factores afectan de manera directa al rendimiento de los cultivos, por ello la comunidad científica está tan interesada en su estudio.

Al detectar un aumento de la temperatura, la primera respuesta de la planta es la elongación del hipocótilo, para facilitar el enfriamiento de las hojas y minimizar el daño producido por el calor. “Utilizando varias líneas mutantes de Arabidopsis en diversas condiciones de luz y temperatura, pudimos ajustar los parámetros de las ecuaciones con los datos experimentales de longitud del hipocótilo y una de las predicciones más interesantes del modelo es la que destaca que la máxima actividad de COP1 tiene lugar durante el día y a temperaturas elevadas”, ha explicado Ares.

La temperatura promueve el crecimiento de las plantas al mismo tiempo que la luz lo inhibe. En verano, cuando los días son largos y más cálidos, las plantas reciben información contradictoria y tienen que decidir a qué señal hacer caso. “Hasta el momento, COP1 había sido descrito como un factor fundamental para regular el crecimiento en oscuridad, por lo que esta predicción resultaba insólita”, ha señalado Cristina Nieto, primera autora del trabajo e investigadora del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA-CSIC).

“Decidimos simular el crecimiento del hipocótilo para un rango de valores de actividad de COP1 y comprobamos experimentalmente las predicciones obtenidas con mutantes donde COP1 no funcionaba bien o con plantas que acumulaban un exceso de la proteína. Gracias a este estudio, ahora sabemos que la proteína COP1 es clave para regular la respuesta a temperatura en días largos, es decir, en verano”, ha asegurado la investigadora del INIA-CSIC.

 Plántulas de Arabidopsis creciendo en condiciones de cultivo in vitro. 
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