Este hallazgo, publicado en Cell, permitirá a los investigadores desarrollar plantas que puedan ayudar a combatir el cambio climático. El objetivo: cultivar plantas con raíces más robustas y profundas que sean capaces de almacenar mayores cantidades de carbono bajo tierra, durante más tiempo, para combatir el dióxido de carbono de la atmósfera.
Redes subterráneas ocultas de raíces de plantas serpentean bajo la tierra en busca de nutrientes y agua, similar a un gusano que busca comida. Sin embargo, los mecanismos genéticos y moleculares que gobiernan partes de las raíces que exploran el suelo siguen siendo en gran parte desconocidos.
Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Salk, en la ciudad estadounidense de San Diego, donde su fundador desarrolló una vacuna contra la poliomelitis, acaba de descubrir un gen que determina si las raíces crecen a poca profundidad o a mucha en el suelo.
El proyecto, como parte de la Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas de este centro científico, invertirá más de 35 millones de dólares que donarán particulares a través de Audacious.
Identificación de genes
Wolfgang Busch, autor principal del artículo y miembro del Laboratorio de Biología Molecular y Celular de Plantas de Salk destaca que «reducir los niveles de CO2 en la atmósfera es uno de los grandes desafíos de nuestro tiempo y, personalmente, es muy importante para mí trabajar en la búsqueda de una solución».
En el nuevo trabajo, los investigadores utilizaron el modelo de planta crucífera Arabidopsis thaliana para identificar los genes y sus variantes que regulan la forma en que funciona la auxina, una hormona que es un factor clave para controlar la arquitectura del sistema radicular.
Aunque se sabía que la auxina influía en casi todos los aspectos del crecimiento de las plantas, no se sabía qué factores determinaban cómo afectaba específicamente a la arquitectura del sistema raíz.
El equipo de científicos encontró que un gen, llamado Exocyst70A3, regula directamente la arquitectura del sistema raíz al controlar la vía de la auxina sin interrumpir otras vías.
Además de combatir el cambio climático, estas plantas son más resistentes
Este gen hace esto al afectar la distribución de PIN4, una proteína que se sabe que influye en el transporte de auxinas. Cuando los investigadores modificaron el gen encontraron que la orientación del sistema radicular cambiaba y que las raíces crecían más profundamente en el suelo.
Además de permitir que el equipo desarrolle plantas que puedan hacer crecer sistemas de raíces más profundas para almacenar más carbono, este descubrimiento podría ayudar a los científicos a comprender cómo las plantas abordan la variación estacional de precipitaciones y cómo ayudar a las plantas a adaptarse a los climas cambiantes.
En opinión de Busch, «esperamos utilizar este conocimiento de la vía de la auxina para descubrir más componentes relacionados con estos genes y su efecto en la arquitectura del sistema raíz. Esto nos ayudará a crear plantas de cultivo mejores y más adaptables, como la soja y el maíz, que los agricultores pueden cultivar para producir más alimentos para una población mundial en crecimiento”.
En esta investigación participaron también científicos del Instituto austriaco Gregor Mendel, que recibieron financiación del Fondo de Ciencias de Austria.
