Cómo responden las plantas al calor y su impacto en los cultivos
Un equipo de la Universidad Estatal de Iowa identificó un mecanismo molecular que regula el estiramiento de las plantas frente al calor moderado, un avance que busca preservar los rendimientos agrícolas.
Frente a un aumento de temperatura que no llega a ser letal, la mayoría de las plantas implementa una serie de cambios morfológicos. Entre estas modificaciones se encuentra el alargamiento de tallos para facilitar la circulación de aire, un proceso denominado termomorfogénesis. Aunque esta reacción ayuda a la vegetación a resistir condiciones adversas, suele provocar un efecto negativo en los cultivos agrícolas: la reducción del rendimiento y la fragilidad del vegetal.
Una investigación liderada por Hongqing «Michelle» Guo, profesora asistente de genética, desarrollo y biología celular en la Universidad Estatal de Iowa, identificó un mecanismo molecular clave para regular esta respuesta al calor moderado. El trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), busca encontrar un equilibrio que permita preservar tanto la resistencia al clima cálido como la productividad agrícola.
La interacción entre phyB y Feronia
El estudio se basó en el análisis del fitocromo B (phyB), una proteína vegetal que funciona como termómetro, sensor de luz y regulador biológico. Cuando el phyB se activa mediante la absorción de luz a temperaturas favorables, evita que la planta se estire. En cambio, cuando el ambiente es demasiado cálido o permanece a oscuras, el phyB se desactiva y da inicio a la termomorfogénesis.
Por su parte, el laboratorio de Guo focalizó su trabajo en la proteína receptor Feronia, ubicada en las membranas celulares. Feronia actúa como un centro de mando frente al entorno, procesando señales que determinan el crecimiento vegetal. Al trabajar con ejemplares de Arabidopsis thaliana, una planta utilizada habitualmente en investigación genética, los científicos notaron que los especímenes mutados para carecer de Feronia no reaccionaban de forma tan intensa ante el calor, lo que sugirió un vínculo directo con phyB.
Análisis del mecanismo molecular
Para confirmar esta conexión, el equipo recurrió a un análisis fosfoproteómico en muestras de Arabidopsis thaliana. Este método permitió identificar los puntos donde la adición de un grupo fosfato altera la función de una proteína, proceso conocido como fosforilación. La comparación entre especímenes naturales y aquellos sin Feronia reveló dos aminoácidos de phyB que funcionan como interruptores de control.
A partir de estos hallazgos, los investigadores utilizaron técnicas de edición genética para crear variantes experimentales de la planta. En las versiones denominadas «nulas», se reemplazaron los aminoácidos clave por otros incapaces de recibir grupos fosfato, impidiendo así que la proteína Feronia actúe sobre phyB y modificando la respuesta del vegetal ante el aumento de temperatura.