Las plantas tienen un sistema inmunitario, al igual que las personas, y cuando este se activa ante amenazas como enfermedades o plagas, sus defensas se activan. Sin embargo, este mecanismo de protección tiene una desventaja: el crecimiento de la planta se ve inhibido cuando su sistema inmunitario se activa.
por la Universidad Estatal de Colorado
Investigadores de la Universidad Estatal de Colorado han descubierto una manera de estimular el crecimiento de una planta y, al mismo tiempo, mantener su inmunidad mediante un tratamiento hormonal que parece prometedor para la producción de alimentos.
Una planta amenazada por una enfermedad se defenderá produciendo hormonas que pueden mantenerla viva, pero también frenar su crecimiento, lo cual representa un problema si se necesita para alimentarse. Al manipular genéticamente la respuesta hormonal de una planta comúnmente estudiada, los científicos han aprovechado lo mejor de ambos mundos (inmunidad y productividad) y creen que esto puede reproducirse en los cultivos. Sus hallazgos se publicaron el 23 de febrero en Current Biology .
«Solo el tiempo dirá una vez que se integre en los cultivos qué efecto tendrá, pero tiene el potencial de ser un avance tan grande como la Revolución Verde de hace 60 años en términos de seguridad alimentaria», dijo Cris Argueso, profesor asociado del Departamento de Biología Agrícola de CSU y autor principal del estudio.
Durante la Revolución Verde, el genetista y fitopatólogo Norman Borlaug identificó una mutación del trigo que incrementó drásticamente la producción. Desarrolló cultivares que se cultivaron en todo el mundo, previniendo la hambruna. A Borlaug se le atribuye haber salvado a mil millones de personas de la inanición y recibió el Premio Nobel de la Paz por su descubrimiento. Las desventajas de la Revolución Verde incluyeron el uso generalizado de fertilizantes y pesticidas químicos y la degradación ambiental.
Si los investigadores de la CSU logran modificar genéticamente los cultivos para que sean más productivos y resistentes a las enfermedades, necesitarán menos fertilizantes para crecer y menos productos químicos para prevenir enfermedades, lo que hará que esta revolución sea más ecológica. Por supuesto, añadir fertilizantes siempre mejorará el crecimiento, incluso en plantas que son naturalmente productivas; pero por ahora, los investigadores se centran en integrar estas características beneficiosas en importantes cultivos alimentarios: trigo, maíz y soja.
«Queremos crear cultivos que se defiendan eficazmente de los patógenos sin que esto afecte negativamente a la producción, que es el sueño de los agricultores», dijo Argüeso. «Bromeamos diciendo que esta es la Revolución Verde ‘verde'».
El ‘cerebro químico’ de la planta
Una similitud entre el trabajo de Borlaug y el de Argueso es que su laboratorio también trabaja con una hormona mutante. Los investigadores estudiaron una especie vegetal modelo llamada Arabidopsis thaliana, también conocida como berro de thale, una planta muy conocida de la familia de la mostaza. Seleccionaron plantas de esta especie que presentaban una mutación autoinmune que les impide prosperar, como si padecieran un trastorno autoinmune.
Las plantas reaccionan a las condiciones cambiantes que las rodean mediante hormonas específicas llamadas fitohormonas. Argueso las denomina el «cerebro químico» de la planta. Cuando las plantas sufren estrés por plagas o enfermedades, las citoquininas, responsables de la división celular, se suprimen, compensando así el crecimiento y la defensa. Al comprender las interacciones de las fitohormonas y restaurar los niveles de citoquininas en plantas con sistemas inmunitarios hiperactivos, los científicos lograron reiniciar el crecimiento sin afectar negativamente a las defensas de la planta. De hecho, las plantas que diseñaron fueron aún más resistentes a las enfermedades.
Si bien el enfoque de los investigadores se basa en la manipulación genética para modificar las señales químicas de una planta, es mucho más rápido y sencillo que identificar y alterar el gen específico responsable mediante el mapeo del genoma completo de la planta, como es la práctica habitual para modificar las características de los cultivos. Argueso compara su solución más sencilla con la receta médica para corregir un desequilibrio químico. Espera que las mutaciones que han desarrollado sean útiles para la agricultura durante décadas.
«Estamos explorando colaboraciones con programas de mejoramiento genético de todo el mundo para que esto pueda probarse en diferentes regiones con todo tipo de cultivos», dijo Argüeso. «Si estas mutaciones tienen el potencial que creemos, nos gustaría que se utilizaran en todas partes».
Investigación estudiantil
El estudio fue dirigido por Grace Johnston, quien realizó la investigación siendo estudiante. Johnston se incorporó al laboratorio de Argüeso como estudiante de biología y escribió el artículo como tesis de maestría. Actualmente es investigadora asociada en el laboratorio.
«No sabía que quería estudiar botánica», dijo Johnston, quien atribuye su logro y su pasión por la biología vegetal a la mentoría de Argueso. «Para cuando terminé la licenciatura, aún no sabíamos lo suficiente sobre estas plantas, y simplemente no podía dejarlo pasar».
Johnston recibió prestigiosas becas de la Fundación Nacional de Ciencias y de la Sociedad Estadounidense de Biólogos de Plantas para apoyar su trabajo mientras obtenía sus títulos universitarios y de posgrado.
«Este es un caso de éxito en la investigación de la CSU», dijo Johnston. «Cris me contrató cuando no sabía nada de ciencias, y aquí estamos, ocho años después, con la oportunidad de influir realmente en la seguridad alimentaria».
A Argüeso le apasiona inspirar a jóvenes investigadores como Johnston. Los estudiantes de su laboratorio han recibido importantes premios nacionales e internacionales, y actualmente tres investigadores de pregrado forman parte de su equipo.
La segunda autora, Hannah Berry, fue estudiante de posgrado de Biología Celular y Molecular en la CSU en el laboratorio de Argueso; actualmente es científica en Pairwise, una empresa de biotecnología vegetal y edición genética. El coautor, Hitoshi Sakakibara, profesor de ciencias vegetales en la Universidad de Nagoya y el Centro RIKEN para la Ciencia de los Recursos Sostenibles en Japón, es uno de los principales expertos mundiales en cuantificación de fitohormonas. Mikiko Kojima, científica del Centro RIKEN para la Ciencia de los Recursos Sostenibles, también contribuyó al estudio.
Detalles de la publicación
La activación inmunitaria suprime el crecimiento reproductivo en Arabidopsis mediante la señalización de citoquininas, Current Biology (2026). DOI: 10.1016/j.cub.2026.01.060 . www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(26)00131-4
