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El biosensor detecta los primeros signos de estrés de las plantas para prevenir la pérdida de cultivos relacionada con el clima

cultivo
Crédito: Unsplash / CC0 Public Domain

En un esfuerzo por aumentar la productividad agrícola y limitar el desperdicio, un equipo de investigadores de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente Robert H. Smith de la Universidad Hebrea de Jerusalén (HU) desarrolló un método para detectar signos de estrés antes de que se dañe la planta.


por Tali Aronsky, Universidad Hebrea de Jerusalén


Las plantas están expuestas a todo tipo de condiciones climáticas y otros factores externos que causan daños e impactan la capacidad de las plantas para someterse a la fotosíntesis y producir frutos. Si los agricultores pudieran recibir una señal de advertencia temprana de que sus plantas no están funcionando bien, esto les ayudaría a tomar medidas para proteger sus productos, prevenir pérdidas significativas y salvaguardar las fuentes nacionales de alimentos.

En una nueva investigación publicada en Plant Physiology por Matanel Hipsch bajo la dirección del Dr. Shilo Rosenwaser en el Departamento de Ciencias Vegetales de HU, los científicos han introducido biosensores moleculares dentro de las papas que permiten el monitoreo en tiempo real de las señales de estrés dentro de las plantas.

El objetivo del estudio fue desarrollar una técnica innovadora que permitiera detectar precozmente el estrés y la desnutrición sin dañar la propia planta. Los investigadores optaron por centrarse en la humilde papa, como un cultivo alimentario importante que comprende el 40% de las exportaciones de Israel y es crucial para la seguridad alimentaria mundial. Conocida por su nombre latino, Solanum tuberosum, la papa proporciona nutrientes esenciales como fibra dietética, vitaminas, minerales, proteínas y antioxidantes.

Mediante el empleo de la ingeniería genética , el equipo introdujo un nuevo gen codificado en una proteína fluorescente que informa el nivel de especies reactivas de oxígeno, moléculas altamente reactivas cuya acumulación significa respuestas al estrés. El biosensor se apuntó al cloroplasto, el orgánulo dentro de la célula responsable de la fotosíntesis, el proceso químico que transfiere la luz a la energía para impulsar el crecimiento de la planta. Luego, los investigadores pudieron monitorear la luz emitida por los biosensores y determinar la fase inicial de las respuestas al estrés de las plantas.

«Al usar una cámara fluorescente con una sensibilidad extremadamente alta , pudimos monitorear las señales de fluorescencia emitidas por los biosensores y notamos la acumulación de especies reactivas de oxígeno durante las respuestas de fase temprana a condiciones de estrés como sequía, temperaturas extremas y mucha luz. «explicó Rosenwaser.

Los investigadores creen que la aplicación de biosensores se puede expandir a otros cultivos clave, un esfuerzo que ayudará a detener la marea de inseguridad alimentaria y las malas cosechas debido a los cambios climáticos en todo el mundo.



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