Cuando la temperatura ambiente es menor a 10ºC, las células de las raíces de las plantas encargadas de absorber agua y nutrientes y de interactuar con microorganismos del suelo –llamadas pelos radicales– aumentan su tamaño celular hasta tres veces, lo que les permite una mayor efectividad. Pero no se sabía cómo lo hacen. Ahora, según una publicación de la Agencia CyTA-Leloir, un grupo internacional liderado por científicos argentinos presentó en la revista New Phytologist la existencia de dos redes genéticas opuestas que, de manera coordinada, aceleran o frenan el crecimiento de los pelos radicales frente al frío.
“Dado que el pelo radical se alarga para optimizar la absorción de agua y nutrientes, su crecimiento tiene que estar regulado tanto para comenzar como para detenerse una vez que alcanza su objetivo”, explicó a la Agencia CyTA-Leloir la bióloga argentina Victoria Berdion Gabarain, primera autora del flamante artículo junto a los científicos chilenos Tomás Urzúa Lehuedé y Miguel Angel Ibeas.
Aclaró además: “El proceso de elongación es intensivo en el gasto de energía, por lo que, una vez que la planta logró el suministro adecuado de recursos, el crecimiento se detiene para evitar el desperdicio energético. Además, los tejidos no pueden crecer indefinidamente, ya que el alargamiento prolongado conduce a una mayor inestabilidad estructural y eso compromete su funcionalidad”.
En ese sentido, la científica que realiza su doctorado en el Laboratorio de Bases Moleculares del Desarrollo Vegetal de la Fundación Instituto Leloir (FIL), dirigido por el investigador del CONICET José Manuel Estevez, explicó: “Descubrimos que existen dos redes genéticas opuestas que regulan la expresión de genes y, en consecuencia, cómo los pelos radicales responden a nivel molecular al frío”. Una de esas redes activa el crecimiento y está dirigida por ciertos factores de transcripción específicos (llamados RHD6, RSL2, RSL4 y AtHB16), mientras que la otra red, por el contrario, bloquea el crecimiento e incluye a los factores de transcripción GTL1, DF1 y varios miembros de un grupo conocido como HD-Zip.
Para el estudio que les permitió elaborar el mapa regulador del crecimiento de los pelos radicales a bajas temperaturas en la planta modelo Arabidopsis thaliana, el grupo utilizó diversos métodos moleculares de avanzada, entre ellos RNA-Seq, técnica que permite revelar el ARN completo de una muestra biológica en un momento dado. Y replicó el experimento en plantas de arroz y trigo. Este complejo trabajo se llevó a cabo con una serie de colaboradores nacionales e internacionales de primer nivel científico, entre ellos Raquel Chan, investigadora superior del CONICET en el Instituto de Agrobiotecnología del Litoral en Santa Fe.
Como las bajas temperaturas simulan o replican condiciones de baja nutrición, los científicos creen que estos genes podrían ser importantes candidatos para optimizar la captación de nutrientes en plantas de interés agronómico que se cultiven en malas condiciones nutricionales o que se pueda ver alterada en el tiempo. “Algunos nutrientes no son renovables, entonces optimizar su captación es de gran relevancia. Tenemos que seguir estudiando para saber si pueden ayudar a eso”, aseguró Estevez.
Por su parte, Berdion Gabarain enfatizó: “Estos hallazgos mejoran nuestra comprensión de cómo las plantas sincronizan el crecimiento de los pelos radicales según los cambios en temperatura y nutrientes. Los próximos retos incluyen definir con mayor detalle cómo estos factores de transcripción regulan los genes en tiempo real”. “A largo plazo –siguió–, nuestro laboratorio está usando estos nuevos reguladores para desarrollar cultivos inteligentes como tomate o alfalfa, ya diseñados para mejorar el crecimiento de los pelos radicales y optimizar la absorción de nutrientes de manera adaptada a las condiciones específicas del suelo y la temperatura. Esto permitiría a las plantas responder de forma más eficiente a su entorno, promoviendo una agricultura más sostenible y productiva”.