Agricultura: cómo las plantas regulan las bajas temperaturas con sus pelos radicales
Un equipo internacional de científicos, liderado por investigadores argentinos sobre agricultura, ha dado un importante paso en la comprensión de cómo las plantas adaptan su sistema radicular a condiciones adversas. El hallazgo, publicado en la prestigiosa revista científica New Phytologist y difundido por la Agencia CyTA-Leloir, revela la existencia de dos redes genéticas opuestas que regulan el crecimiento de los pelos radicales de las raíces cuando la temperatura ambiental desciende por debajo de los 10ºC.
Un mecanismo clave para la adaptación vegetal
Los pelos radicales, pequeñas prolongaciones de las raíces encargadas de absorber agua y nutrientes, desempeñan un papel fundamental en la interacción de las plantas con su entorno. Hasta ahora, se sabía que, en temperaturas frías, estos pelos aumentaban hasta tres veces su tamaño celular, lo que mejoraba su eficiencia en la absorción de recursos. Sin embargo, el mecanismo genético que regula este crecimiento seguía siendo un misterio.
La investigación sobre agricultura, encabezada por la bióloga argentina Victoria Berdion Gabarain, en colaboración con los científicos chilenos Tomás Urzúa Lehuedé y Miguel Ángel Ibeas, ha logrado identificar el sistema de regulación genética que permite a los pelos radicales responder de manera precisa a la temperatura. “El crecimiento de los pelos radicales debe estar finamente regulado para optimizar la absorción de agua y nutrientes sin generar un gasto energético innecesario”, explicó Berdion Gabarain en diálogo con la Agencia CyTA-Leloir.
Redes genéticas en acción
El estudio identificó dos redes genéticas que trabajan en conjunto para controlar el crecimiento de los pelos radicales en condiciones de frío en la agricultura. Por un lado, una red activadora promueve la elongación celular y está dirigida por factores de transcripción específicos, como RHD6, RSL2, RSL4 y AtHB16. Por otro lado, una red inhibidora frena este crecimiento una vez alcanzado el tamaño óptimo, y está compuesta por factores como GTL1, DF1 y varios miembros de la familia HD-Zip.
“Este mecanismo de doble regulación es crucial, ya que permite que el crecimiento ocurra solo cuando es necesario y se detenga una vez que se ha logrado el objetivo”, explicó José Manuel Estevez, investigador del CONICET y director del Laboratorio de Bases Moleculares del Desarrollo Vegetal de la Fundación Instituto Leloir (FIL). “Un crecimiento excesivo podría comprometer la estabilidad estructural de la raíz y generar un desperdicio de energía”, agregó.
Avances en biotecnología para la agricultura
El estudio no solo aporta conocimientos fundamentales sobre la biología vegetal en agricultura, sino que también tiene aplicaciones directas en el desarrollo de cultivos más eficientes. Utilizando tecnologías avanzadas como RNA-Seq, los investigadores mapearon la expresión de estos genes en la planta modelo Arabidopsis thaliana y replicaron el experimento en cultivos agrícolas como arroz y trigo.
Las bajas temperaturas pueden simular condiciones de escasez de nutrientes en el suelo, por lo que los científicos consideran que estos genes podrían ser candidatos clave para mejorar la eficiencia en la captación de nutrientes en cultivos de interés agronómico. “Algunos nutrientes esenciales para la agricultura no son renovables, por lo que optimizar su absorción es un desafío crucial para la sostenibilidad alimentaria”, señaló Estevez.
Raquel Chan, investigadora superior del CONICET en el Instituto de Agrobiotecnología del Litoral en Santa Fe y colaboradora del estudio, destacó la importancia de este avance para la biotecnología agrícola. “Si logramos modificar la regulación de estos genes, podríamos diseñar cultivos capaces de adaptarse mejor a condiciones adversas y maximizar la productividad de los suelos”, afirmó.
El equipo de investigadores ya está trabajando en la aplicación de estos descubrimientos en cultivos comerciales como tomate y alfalfa. El objetivo es desarrollar plantas que puedan ajustar su crecimiento radicular de manera autónoma según las condiciones del suelo y la temperatura, lo que daría lugar a cultivos “inteligentes” capaces de responder de manera eficiente a su entorno.
“Comprender cómo las plantas sincronizan su crecimiento con las condiciones ambientales es fundamental para el futuro de la agricultura”, sostuvo Berdion Gabarain. “El próximo desafío será analizar en detalle cómo estos factores de transcripción regulan los genes en tiempo real y aplicar este conocimiento en el campo”.
Estos avances representan una oportunidad única para mejorar la resiliencia de los cultivos frente al cambio climático y promover una agricultura más sostenible. A medida que se profundiza en el conocimiento de los mecanismos genéticos que regulan el crecimiento vegetal, se abren nuevas posibilidades para el diseño de plantas adaptadas a las necesidades del futuro.
