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Cronobiología: los investigadores identifican genes que le dicen a las plantas cuándo florecer

flores
Crédito: CC0 Public Domain

¿Cómo saben las plantas cuándo es el momento de florecer? Investigadores de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) han estudiado esta cuestión e identificado dos genes que son clave para este proceso. 


por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg


Pudieron demostrar que los genes ELF3 y GI controlan el reloj interno de las plantas, que monitorea la duración de la luz del día y determina cuándo es el momento adecuado para florecer. Los hallazgos podrían ayudar a producir plantas que se adapten mejor a su entorno. El estudio fue publicado en The Plant Journal .

Al igual que los animales, las plantas también tienen un reloj interno que prepara los mecanismos celulares internos en previsión de los próximos cambios ambientales. Esto asegura que las plantas solo realicen tareas específicas en el momento más adecuado del día. Por ejemplo, durante el día, realizan la fotosíntesis, extrayendo energía de la luz solar. Sin embargo, durante la noche ocurren procesos completamente diferentes en ausencia de luz solar. Muchas plantas crecen significativamente más que durante el día. Entonces, para poder diferenciar entre el día y la noche, las plantas tienen receptores especiales en sus células que pueden detectar la luz solar e iniciar y detener los procesos metabólicos según sea necesario.

«Al igual que los humanos, las plantas también tienen el llamado reloj circadiano. Esta es una red compleja de genes y proteínas que permite a las plantas controlar diferentes procesos en relación con el tiempo para que su biorritmo esté perfectamente sincronizado con el ciclo día-noche». explica el Dr. Usman Anwer del Instituto de Ciencias Agrícolas y Nutricionales de MLU.

A través de mecanismos circadianos, las plantas pueden anticipar ciertas regularidades en su entorno, como la alternancia del día y la noche, y ajustarse en consecuencia. Esto también incluye la floración en el momento adecuado. «Las plantas se orientan a la relación entre las horas de luz solar y la oscuridad. Algunas plantas solo florecen cuando los días son particularmente largos. Otras solo florecen cuando las noches superan un cierto período de tiempo», explica Anwer. Esto no es sorprendente; después de todo, diferentes especies de plantas florecen en diferentes épocas del año cuando los días tienen diferentes longitudes.

En este nuevo estudio, los investigadores de MLU querían comprender qué genes controlan el reloj interno de una planta, lo que influye en el proceso de floración. Lo hicieron investigando dos genes que ya se sabía que desempeñaban un papel crucial en el reloj circadiano: ELF3 y GI. «Estos dos genes siempre se han estudiado por separado. Nuestro objetivo era comprender cómo los dos genes trabajan juntos y cómo influyen conjuntamente en el reloj circadiano, por ejemplo, regulando cuándo florece una planta», dice Anwer.

El equipo investigó cómo funcionaban los dos genes del thale berro, también conocido como Arabidopsis thaliana, una planta modelo muy conocida para la investigación científica. Los científicos criaron plantas que tenían varios defectos genéticos. En un grupo, el gen ELF3 estaba defectuoso; en el segundo grupo, fue el gen GI. En el tercer grupo, ambos genes estaban desactivados. Luego, los investigadores observaron cómo reaccionaban las plantas a diferentes períodos de luz. Descubrieron que cuando uno de los dos genes estaba defectuoso, el reloj circadiano de las plantas seguía funcionando de forma rudimentaria. Cuando se desactivaron ambos genes, la planta ya no reaccionó en absoluto. «Las plantas aún podían percibir la luz, pero ya no podían decir cuánto tiempo duraba la luz. Esto explica por qué los mutantes con el defecto de doble gen produjeron flores. al mismo tiempo bajo diferentes períodos de luz «, concluye la respuesta.

Sin embargo, la luz no es la única fuente externa de información para el reloj circadiano , dice el investigador. La temperatura ambiente también cambia durante el transcurso del día y del año. En un proyecto de seguimiento, los científicos quieren comprender cómo la temperatura influye en la floración de las plantas y si la temperatura puede compensar la falta de información sobre la luz. Los hallazgos también podrían ser importantes para el fitomejoramiento. La mayoría de las plantas se han adaptado a su entorno original de tal manera que requieren una proporción específica entre horas de luz solar y oscuridad para florecer. Los nuevos hallazgos podrían permitir a las plantas diseñado para florecer en otros lugares y producir buenos rendimientos.



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