•  I
• a · A  I
• Accessibilitat  I
• Mapa web  I
• Cercar  I
• Directori

• ::  Sign in :: 

Un equip investigador internacional en el qual participa l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt de la Universitat Politècnica de València (UPV) i el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), ha descobert la manera en què les plantes modifiquen el creixement en funció de l'abundància d'aigua del sòl.

En l'estudi, publicat recentment en la revista Nature Plants, s'analitza a més com, durant l'evolució, les plantes es van adaptar a la vida terrestre, i es revela informació valuosa que pot ajudar a desenvolupar cultius més resistents a la sequera.

Importància de l'aigua i reacció davant l’escassesa

Les plantes utilitzen la fotosíntesi per a convertir la llum solar, l'aigua i el diòxid de carboni en els sucres que necessiten per a créixer i que sustenten el nostre planeta. Per part seua, l'aigua és essencial per al transport de nutrients des del sòl i per a proporcionar la rigidesa necessària perquè la planta es mantinga dreta. En ser un factor tan important, les plantes han desenvolupat mecanismes per a detectar la presència d'aigua en el sòl i portar aquesta informació a tots els seus teixits per a induir respostes adaptatives.

Quan l'aigua escasseja, es produeix una hormona que provoca un tancament molt ràpid dels porus de les fulles (estomes), per a així evitar la pèrdua d'aigua per transpiració. A més, es deté el creixement de la majoria dels òrgans, amb la finalitat d'usar aquests recursos en mesures de protecció. No obstant això, fins ara, es desconeixia com la falta d'aigua condueix a la interrupció del creixement de les plantes.

Senyals hormonals d'ABA lligades a TOR i el seu fre, SnRK1

L'estudi, liderat per la científica espanyola Elena Baena González, investigadora principal de l'Institut Gulbenkian de Ciència de Portugal, va descobrir els mecanismes pels quals la planta interromp el seu creixement. En concret, són els senyals hormonals d'àcid abscísic (ABA), que estan lligades a un sistema regulador altament conservat i format per dues proteïnes (SnRK1 i TOR), les que controlen el creixement en tots els eucariotes: animals, plantes, fongs i protistos.

Segons explica Baena, “quan les condicions són favorables, l'accelerador del sistema (TOR) està actiu, i indueix processos biosintètics de proliferació i creixement cel·lular. Per contra, quan les condicions són desfavorables, el fre del sistema (SnRK1) s'activa i inhibeix TOR, i, consegüentment, el creixement”.

El sistema està controlat en tots els eucariotes per senyals nutricionals que causen la interrupció del creixement quan els nivells de nutrients són baixos. No obstant això, “en aquest estudi, trobem que, en les plantes, aquest sistema està controlat per senyals addicionals relacionats amb la presència d'aigua (l'hormona ABA), que dona a les plantes la capacitat de regular el creixement no solament en resposta a senyals nutricionals, sinó també en resposta a la disponibilitat d'aigua”, destaca la investigadora.

Cal indicar, en aquest punt, que l'equip d'investigació creu que aquest sistema pot haver sigut crucial per a l'establiment de la vida terrestre, en el qual la despesa de recursos i el creixement es manté al mínim quan l'aigua escasseja.

Arrels més grans en condicions desfavorables

Per a l’estudi, el personal investigador va utilitzar la planta model Arabidopsis thaliana i van observar que, quan la proteïna cinasa (SnRK1) s'inactiva genèticament, les plantes desenvolupen arrels més grans en condicions desfavorables. Encara que aquest creixement descontrolat pot ser fatal en condicions de sequera severa, és probable que augmente la capacitat d'absorbir l'aigua de les capes superficials del sòl i millore potencialment el creixement de les plantes en condicions de sequera moderada.

Els pròxims passos d'aquesta investigació tindran com a objectiu abordar aquests problemes i identificar factors posteriors que puguen resultar més propicis per a la manipulació d'aquesta característica també en els cultius.

D'altra banda, l'estudi també indica que el nucli senyalitzador de l'ABA, en absència d'estrès, afavoreix els processos anabòlics de la planta en mantenir segrestada la proteïna cinasa SnRK1. En canvi, en presència d'estrès, l'hormona ABA allibera SnRK1, restringint així el creixement de la planta, activant els mecanismes de resposta a l'escassetat d'aigua i optimitzant l'ús de nutrients.

Col·laboracions i finançament

Aquest treball ha sigut dut a terme a l'Institut Gulbenkian de Ciència (Portugal), en col·laboració amb els grups d'investigació de Pedro L. Rodríguez Egea (IBMCP), Américo Rodrigues (IPL, Peniche, Portugal) i Christian Meyer (INRA, Versalles, França).

La Fundació per a la Ciència i la Tecnologia de Portugal, el Ministeri de Ciència i Innovació espanyol, la Generalitat Valenciana, LabEx Paris Saclay Plant Sciences, i el programa d'investigació i innovació Horitzó 2020 de la Unió Europea han finançat l'estudi.