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Crecimiento de las plantas

Investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto de la UPV y el CSIC, han descubierto el mecanismo que regula el crecimiento de las plantas según la hora del día.

Los resultados de esta investigación, obtenidos en colaboración con investigadores de la Universidad de California, apuntan a que en un futuro se podrá modificar de manera sutil el patrón de crecimiento de las plantas para aumentar o reducir su tamaño final. Este descubrimiento se ha publicado en la prestigiosa revista estadounidense Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), y podría tener aplicaciones agronómicas a largo plazo, como en el cultivo de cereales, así como en la producción energética mediante biomasa.

Desde hace tiempo se sabe que el patrón rítmico de crecimiento diario depende del funcionamiento de un reloj interno que poseen todas las células vegetales, y se sabe también que unas hormonas, las giberelinas, son indispensables para que las células vegetales se expandan. Sin embargo, no se sabía hasta ahora cómo se acoplan el reloj y las giberelinas para generar un patrón robusto de crecimiento.

Una forma imaginable de coordinar las órdenes del reloj con las giberelinas sería supeditar la síntesis de las giberelinas a la actividad del reloj interno. Es decir, que la síntesis de estas hormonas siguiera un patrón rítmico coherente con los picos de crecimiento; de esta forma, a ciertas horas del día se sintetizarían más giberelinas que a otras, y los picos de acumulación de giberelinas corresponderían a los momentos de máximo crecimiento.

Sin embargo, el equipo de investigación liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha encontrado un mecanismo alternativo. El reloj determina que la presencia de los receptores de giberelinas en las células oscila rítmicamente, con mínimos durante el día, y máximos durante la noche. De esta manera, las plantas son más sensibles a las giberelinas al final de la noche, se activa la ruta de señalización, y en ese momento crecen las plantas.

Uno de los resultados más llamativos que describe la investigación es que una planta mutante en la que la ruta de señalización de giberelinas está activa de forma permanente, pierde el control rítmico del crecimiento: crece de forma continua durante todo el día, y el tamaño final de las plantas es también mayor. Esta observación apunta a un posible punto de control sobre el que incidir con el fin de modificar el patrón temporal de crecimiento de las plantas, teniendo en cuenta que la capacidad de percibir las giberelinas varía a lo largo del día.

El trabajo de los investigadores muestra también que el acoplamiento entre el reloj interno y la sensibilidad a las giberelinas es más íntimo de lo que se intuía en un principio. No sólo determina el ritmo de crecimiento, sino que se extiende a otros procesos en los que la planta debe responder a estímulos ambientales.

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