Plantas de laboratorio para combatir el cambio climático
Investigadores americanos proponen modificar los genes para que tengan raíces más profundas, puedan almacenar más carbono y reducir así su emisión a la atmósfera
Investigadores del Instituto Salk , en Estados Unidos, han descubierto un gen que determina si las raíces crecen poco profundas o no en el suelo, lo que permitirá desarrollar plantas para combatir el cambio climático ya que avanzará en la iniciativa para reducir el carbono atmosférico a través de la vegetación, según publica la revista «Cell».
La Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas del Instituto Salk busca cultivar plantas con raíces más robustas y profundas que puedan almacenar mayores cantidades de carbono bajo tierra durante más tiempo para reducir el CO2 en la atmósfera. La iniciativa recibirá más de 35 millones de dólares provenientes de más de 10 individuos y organizaciones a través de The Audacious Project para promover esta labor.
«Estamos muy entusiasmados con este primer descubrimiento en el camino hacia la realización de los objetivos de la Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas -dice el Profesor Asociado, Wolfgang Busch , autor principal del artículo y miembro del Laboratorio de Biología Molecular y Celular de Plantas de Salk, así como su Laboratorio de Biología Integrativa-. Reducir los niveles de CO2 en la atmósfera es uno de los grandes desafíos de nuestro tiempo y, personalmente, es muy significativo para mí trabajar en la búsqueda de una solución».
En el nuevo trabajo, los investigadores utilizaron el modelo de planta «Arabidopsis thaliana» para identificar los genes y sus variantes que regulan la forma en que funciona la auxina, una hormona que es un factor clave en el control de la arquitectura del sistema radicular. Aunque se sabía que la auxina influía en casi todos los aspectos del crecimiento de las plantas, no se sabía qué factores determinaban cómo afectaba específicamente a la arquitectura del sistema raíz.
Modificar los genes
«Para poder ver mejor el crecimiento de las raíces, desarrollé y optimicé un método novedoso para estudiar sistemas de raíces de plantas en el suelo -dice el primer autor Takehiko Ogura , becario postdoctoral en el laboratorio de Busch-. Las raíces de «A. thaliana» son increíblemente pequeñas , por lo que no son fácilmente visibles, pero al cortar la planta por la mitad, podríamos observar y medir mejor las distribuciones de raíces en el suelo».
El equipo encontró un gen, llamado Exocyst70A3, que regula directamente la arquitectura del sistema de la raíz al controlar la vía de la auxina sin interrumpir las otras. Exocyst70A3 hace esto al afectar la distribución de PIN4, una proteína que se sabe que influye en el transporte de auxinas.
Cuando los investigadores modificaron este gen, encontraron que la orientación del sistema radicular cambiaba y que las raíces crecían más profundamente en el suelo.
«Los sistemas biológicos son increíblemente complejos, por lo que puede ser difícil conectar los mecanismos moleculares de las plantas a una respuesta ambiental -dice Ogura-. Al relacionar cómo este gen influye en el comportamiento de la raíz, hemos revelado un paso importante en la forma en que las plantas se adaptan a los entornos cambiantes a través de la vía de la auxina».
Además de permitir que el equipo desarrolle plantas que puedan hacer crecer sistemas de raíces más profundas para almacenar más carbono , este descubrimiento podría ayudar a los científicos a comprender cómo las plantas abordan la variación estacional en la precipitación y cómo ayudar a las plantas a adaptarse a los climas cambiantes.
«Esperamos utilizar este conocimiento de la vía de la auxina como una forma de descubrir más componentes relacionados con estos genes y su efecto en la arquitectura del sistema raíz -agrega Busch-. Esto nos ayudará a crear plantas de cultivo mejores y más adaptables, como la soja y el maíz, que los agricultores pueden cultivar para producir más alimentos para una población mundial en crecimiento».
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