Científicos trabajan en cultivos modificados para subsistir en condiciones de sequía

Un equipo de investigadores ha identificado las bases genéticas de las plantas resistentes a la sequía, lo que les permitiría desarrollar cultivos que podrían crecer y prosperar en condiciones de sequía.

Los cultivos están entre los mayores consumidores de agua dulce del mundo, un suministro amenazado por la creciente población mundial y mayor urbanización. Los cultivos que requieren menos agua podrían ser muy beneficiosos en las partes semiáridas del mundo, donde las malas cosechas pueden ser desastrosas para las poblaciones locales.

Las plantas resistentes a la sequía comparten un mecanismo conocido como metabolismo del ácido crasuláceo, o CAM (por Crassulacean Acid Metabolism), que les permite sobrevivir a pesar de los bajos niveles de agua.

En un nuevo estudio, publicado en la revista Nature Communications, un equipo de investigadores identificó el conjunto de genes que sustentan el CAM, sentando las bases para una futura ingeniería genética de cultivos alimentarios.

«El CAM es un mecanismo comprobado para aumentar la eficiencia del uso del agua en las plantas», dijo el Dr. Xiaohan Yang, biólogo de plantas del Laboratorio Nacional Oak Ridge, del Departamento de Energía de EEUU, y coautor del estudio.

El metabolismo del ácido crasuláceo es una forma de fotosíntesis en la que los poros de las hojas de una planta solo se abren para dejar entrar el dióxido de carbono durante la noche.

Durante el día, cuando sale el sol, los poros permanecen cerrados para evitar que el agua se escape a través de ellos. Esto significa que son más capaces de tolerar condiciones secas.

«A medida que revelamos los componentes básicos que conforman la fotosíntesis CAM, podremos realizar bioingeniería de los procesos metabólicos de cultivos pesados ​​como el arroz, el trigo, la soja y el álamo, para acelerar su adaptación a entornos con agua limitada», dijo Yang.

El Dr. Yang y sus colegas observaron los genomas de tres especies de plantas que usan CAM, incluidas las orquídeas y las piñas. En las tres encontraron 60 genes que habían evolucionado de la misma manera para llegar a desarrollar CAM.

Estos genes son los «bloques de construcción» a los que se refiere el Dr. Yang, que evolucionaron independientemente en un proceso conocido como «evolución convergente», para producir el mismo mecanismo en las tres especies.

El equipo de investigación espera que con el conocimiento de estos genes puedan diseñar la capacidad CAM en cultivos alimentarios y energéticos, lo que podría permitir que estos crezcan en entornos previamente imposibles o tengan una mayor capacidad de recuperación en climas desfavorables.

«Estos cambios convergentes en la expresión génica y las secuencias de proteínas podrían introducirse en las plantas que dependen de la fotosíntesis tradicional, acelerando su evolución para que sean más eficientes en el uso del agua», concluye Yang.

Vía The Independent