Investigadores del Centro RIKEN de Ciencia para Recursos Sostenibles (CSRS, por sus siglas en inglés) han descubierto una nueva, pero simple, manera de aumentar la tolerancia a la sequía en una amplia gama de plantas. Publicado en 'Nature Plants', el estudio informa sobre un camino biológico recién descubierto que se activa en tiempos de sequía. Al elaborar los detalles de esta vía, los científicos fueron capaces de inducir una mayor tolerancia a condiciones como las de la sequía simplemente cultivando plantas en vinagre.
Dirigido por Jong-Myong Kim y Motoaki Seki, del CSRS RIKEN, el gran esfuerzo colaborativo comenzó con el descubrimiento de nuevos mutantes de la especie 'Arabidopsis', que tienen una fuerte tolerancia a la sequía, aunque se desconocían las razones. Estas plantas tienen una mutación en una enzima llamada HDA6 (histona deacetylase 6), y el primer objetivo del estudio actual era determinar exactamente cómo esta mutación permite que las plantas crezcan normalmente en condiciones severas y mantenidas de falta de agua.
Según afirman Kim y Seki, este proyecto ha llevado a varios descubrimientos importantes. No sólo hallaron que la aplicación externa de vinagre puede aumentar la tolerancia a la sequía en la planta de 'Arabidopsis', sino también que esta vía está regulada epigenéticamente y se conserva en cultivos comunes como el maíz, el arroz y el trigo.
No sólo hallaron que la aplicación externa de vinagre puede aumentar la tolerancia a la sequía en la planta de 'Arabidopsis', sino también que esta vía está regulada epigenéticamente y se conserva en cultivos comunes como el maíz, el arroz y el trigo
Una enzima actúa como un interruptor metabólico
Las pruebas iniciales en 'Arabidopsis' normal bajo el estrés de la sequía mostraron que la expresión genómica de HDA6 estaba relacionada con la activación de la vía biológica que produce acetato, el componente principal del vinagre. En las plantas mutadas, encontraron que, bajo las mismas condiciones, esta vía se activaba aún más, y las plantas produjeron mayores cantidades de acetato. Un análisis posterior mostró que la actividad de la enzima HDA6 actúa como un interruptor que controla qué tipo de vía metabólica está activa. Normalmente, las plantas descomponen el azúcar para obtener energía, pero en el momento de la sequía, pasan a la vía productora de acetato.
El equipo medió los niveles de acetato en plantas normales y encontró que la cantidad de acetato producido por las plantas durante la sequía se correlacionaba directamente con lo bien que sobrevivieron. Para confirmar esto, probaron plantas con mutaciones en dos de los genes detectados en la vía de biosíntesis de acetato. Los resultados mostraron que estas plantas producían menos acetato y eran más sensibles a la sequía que las plantas normales.
Estos resultados predecían que el aumento de la cantidad de acetato en las plantas podría ayudarles a sobrevivir a la sequía. El equipo probó esta hipótesis cultivando plantas normales en condiciones de sequía y tratamiento con ácido acético, otros ácidos orgánicos o agua. Encontraron que después de 14 días más del 70 por ciento de las plantas tratadas con ácido acético habían sobrevivido, mientras que prácticamente todas las otras plantas habían muerto.
Los científicos mapearon toda la ruta de señalización desde el interruptor HDA6 y se dieron cuenta de que esta vía está altamente conservada a través de diferentes especies de plantas. Realizaron el mismo experimento que se describió anteriormente y encontraron que la tolerancia a la sequía también aumentó en arroz, trigo y maíz cuando las plantas crecieron en concentraciones óptimas de ácido acético.
Kim destaca la importancia de este hallazgo. "Aunque las tecnologías transgénicas pueden utilizarse para crear plantas más tolerantes a la sequía, también debemos desarrollar tecnologías sencillas y menos costosas porque las plantas genéticamente modificadas no están disponibles en todos los países. Esperamos que la aplicación externa de acetato a las plantas sea una manera útil, simple y menos costosa de aumentar la tolerancia a la sequía en una variedad de plantas", asegura.
