El calentamiento global y el cambio climático están influyendo en la mayor frecuencia de sequías en el mundo, que implican limitaciones importantes para la productividad de los cultivos. Porque exacerbado el efecto de las variaciones estacionales comunes y se reduce la disponibilidad de agua dulce.
Al tener en cuenta el problema, investigadores de España han desarrollado un fármaco para activar la resistencia de plantas de cosecha a la sequía.
El equipo de científicos tuvo en cuenta un mecanismo para activar a voluntad la señalización de la hormona vegetal llamada “ácido abscísico”. Esa hormona es clave en la respuesta adaptativa de las plantas al estrés hídrico, es decir, a la situación en la que no dispone de agua.
A través de una investigación, aplicaron técnicas de la biomedicina a la biotecnología agrícola, y eso ha dado lugar a un desarrollo tecnológico que ya recibió una patente. Los resultados se publicaron en la revista Science Advances.
Los investigadores pertenecen al Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), y del Instituto de Química Física Rocasolano (IQFR), también del CSIC.
Adaptarse al estrés por falta de agua
El ácido abscísico (conocido como ABA) es una hormona vegetal con importantes funciones dentro de la fisiología de las plantas. Participa en procesos del desarrollo y crecimiento, así como en la respuesta adaptativa al estrés.
Así, la adaptación de las plantas a situaciones de estrés provocadas por falta de agua puede favorecerse mediante la activación de esta fitohormona. En el proyecto, los equipos liderados por Pedro Luis Rodríguez en el IBMCP de Valencia y Armando Albert en el IQFR de Madrid, desarrollaron un método genético-químico para activar esa ruta de modo inducible y sin penalizar el crecimiento de las plantas.
Los investigadores se basaron en la estructura atómica de las proteínas implicadas y utilizaron técnicas de ingeniería genética. De esta manera, crearon un receptor modificado del ácido abscísico que se activa mediante una molécula mimética, denominada iSB09.
Según los resultados de su estudio, las plantas portadoras de este receptor modificado y tratadas con iSB09 presentan gran tolerancia a la sequía.
“Esta combinación activa eficientemente la ruta del ácido abscísico y genera protección al poner en marcha los mecanismos adaptativos de la planta”, aseguró Pedro Luis Rodríguez, del IBMCP (CSIC-UPV). “Individualmente, la molécula iSB09 también permite reducir la pérdida de agua por transpiración en plantas de tomate”, puntualizó.
“Es la primera vez que se modifica un receptor del ácido en plantas de cosecha para adaptarlo a una molécula mimética de la fitohormona”, sostuvo Armando Albert, investigador del IQFR-CSIC.
“Esta molécula presenta mayor persistencia que la propia fitohormona, que tiene una vida media corta, y puede añadirse en el momento preciso para proteger la planta ante situaciones de sequía”, explicó.
Según el estudio, esta combinación permite reducir la dosis de productos agroquímicos utilizados en plantas de cultivo, porque la combinación con el receptor modificado potencia el efecto de la molécula.
“Nuestro objetivo es mejorar la resistencia de las plantas a la sequía e incluso, en casos extremos, permitir su supervivencia hasta que se restaure el riego”, reveló Rodríguez. “El objetivo es desarrollar fármacos contra la sequía aplicando el avanzado conocimiento molecular desarrollado en el mundo vegetal”, remarcó.
Para este trabajo, los investigadores del CSIC han utilizado estrategias aplicadas previamente en el campo de la biomedicina (conocidas como “descubrimientos de fármacos”), pero en este caso trasladadas a la biotecnología agrícola.
El método ha sido protegido mediante una patente de titularidad CSIC-UPV, al ser el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas un centro mixto. Según los investigadores, “la molécula iSB09 deberá pasar estudios de seguridad alimentaria como cualquier agroquímico, algo de lo que se encargará la empresa que explote esta molécula”.
También aclararon que “la introducción del receptor modificado, como toda modificación genética, está pendiente de cambios en la legislación europea, por ejemplo, la aceptación de la técnica CRISPR en biotecnología agrícola. Pero las empresas pueden utilizar este abordaje en otros países donde esté permitido”.
En la Argentina, el equipo dirigido por la investigadora del Conicet Raquel Chan logró en 2012 repercusión internacional al desarrollar la primera tecnología transgénica relacionada con sequías: la HB4.
En 2004 el CONICET y la Universidad Nacional del Litoral patentaron una construcción genética que contenía el gen de girasol Hahb-4 y lo licenciaron a la empresa argentina Bioceres conformando una alianza pública privada exitosa.
Con la tecnología HB4 las plantas tienen una tolerancia superior en periodos de sequía y un rinde mucho mayor. Como diferencial este gen mejora la capacidad de adaptación de las plantas a situaciones de estrés, sin afectar su productividad, según informó el Conicet.
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