Los investigadores creen que modificando los cuatro genes LNK pueden conseguir plantas de patata más productivas (eag1e / Getty Images/iStockphoto)
Modificando la información de cuatro genes que regulan el reloj biológico de las plantas se podrá producir cultivos fuera de las regiones tradicionales
Un grupo de investigadores del Instituto Leloir y del CONICET (Argentina) han logrado describir cómo se integra la información de diferentes genes que ponen en hora el reloj biológico o circadiano de las plantas en función de los ciclos de luz de los días y las estaciones, lo que podría favorecer la extensión de la producción agrícola fuera de sus regiones autóctonas, e incluso hacer cultivos viables en latitudes totalmente diferentes.
“Nuestros resultados podrían ser útiles para adaptar cultivos de distintas especies a diferentes latitudes para las cuales no están acostumbrados y mejorar así su rendimiento”, señala el doctor Marcelo Yanovsky, autor del estudio e investigador del CONICET.
Nuestros resultados podrían ser útiles para adaptar cultivos de distintas especies a diferentes latitudes para las cuales no están acostumbrados y mejorar así su rendimiento
Este nuevo estudio ha cogido como base el trabajo previo liderado también por Yanovsky, donde revela las funciones que cumplen ciertos genes llamados LNK, uno de los cuales fue identificado recientemente como esencial para la adaptación del tomate desde América Central (de donde es originario) a latitudes más altas de América del Norte y Europa con largas jornadas de sol el verano.
Ahora, Yanovsky y su grupo identificaron cómo interactúan entre sí los cuatro genes de la familia LNK, que reciben información de lossensores de luz de las plantas y “encienden” genes centrales del reloj biológico que modulan las respuestas de crecimiento vegetal en función de las señales del ambiente.
Genes LNK
Reciben información de los sensores de luz de las plantas y encienden los genes centrales del reloj biológico que modulan las respuestas de crecimiento vegetal en función de las señales del ambiente
Yanovsky compara estos cuatro genes con músicos de una orquesta que adaptan la ejecución de sus instrumentos de acuerdo con las indicaciones del director y la interpretación de sus compañeros.
Experimento exitoso
Con el objetivo de conocer el rol que cumplen los genes LNK, los científicos realizaron experimentos con múltiples plantas mutantes de la especie Arabidopsis thaliana, una organismo modelo de la misma familia botánica que la col y la mostaza.
Para ello, desarrollaron plantas que carecían de una combinación de genes y comprobaron los resultados. Constataron que la ausencia de dos miembros de la familia, LNK1 y LNK2, hace que el reloj de la planta funciones más lento y su periodo sea de 27 en lugar de 24 horas. En cambio, LNK3 y LNK4 colaboran en ese proceso, pero en menor medida.
“Es como si la planta se volviera parcialmente ciega: crece de manera descontrolada en el afán de captar mejor este recurso clave para su vida
Por otro lado, cuando todos los genes LNK se “apagan”, la respuesta del vegetal a la luz se exacerba y el período de su reloj llega a 28 horas.
“Es como si la planta se volviera parcialmente ciega: crece de manera descontrolada en el afán de captar mejor este recurso clave para su vida”, explicó María José De Leone, una de las autoras del estudio.
Los científicos también hicieron un estudio pormenorizado de la relación entre la actividad de los genes LNK y los procesos fisiológicos controlados por el reloj circadiano, como el movimiento diario de las hojas y el tiempo que tardan las plantas en florecer. También estudiaron su comportamiento en una variedad de fotoperiodos que simulan el verano y el invierno.
Conseguir una mayor producción
Hay plantas de interés agronómico cuyo rendimiento depende en gran parte del fotoperiodo asociado a las diferentes latitudes, como la patata (Solanum tuberosum) y el tomate (Solanum lycopersicum). Los investigadores de este estudio están evaluando extender sus hallazgos al ámbito productivo.
Queremos averiguar si la sobreexpresión de genes LNK pueden dar más tubérculos o inclusive tubérculos más grandes en plantas de papa en ciertas regiones geográficas
“Queremos averiguar, por ejemplo, si la sobreexpresión de genes LNK pueden dar más tubérculos o inclusive tubérculos más grandes en plantas de papa en ciertas regiones geográficas”, destacó Yanovsky, para quien las aplicaciones podrían beneficiar a otros cultivos.
Artículo científico de referencia:
‘The LNK Gene Family: At the Crossroad between Light Signaling and the Circadian Clock’. María José De Leone, Andrés Romanowski, Mariano García-Hourquet, Daniel Careno, Joaquín Casal, Matías Rugnone y Santiago Mora-García y Marcelo Javier Yanovsky. Genes 2019. https://doi.org/10.3390/genes10010002
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