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El descubrimiento químico hace que broten semillas reacias

El descubrimiento químico hace que broten semillas reacias
Imágenes infrarrojas que muestran un aumento de la transpiración (en azul) en plantas de tomate y trigo tratadas con ANT. Crédito: Aditya Vaidya / UCR

Las semillas que de otro modo permanecerían inactivas cobrarán vida con la ayuda de una nueva sustancia química descubierta por un equipo dirigido por UC Riverside.


por Jules Bernstein, Universidad de California – Riverside


Las plantas tienen la capacidad de percibir la sequía. Cuando lo hacen, emiten una hormona que les ayuda a retener el agua . Esta misma hormona, ABA, envía un mensaje a las semillas de que no es un buen momento para germinar, lo que lleva a cosechas más bajas y menos alimentos en lugares donde hace calor, una lista cada vez más larga como resultado del cambio climático.

«Si bloquea el ABA, interfiere con la vía química que utilizan las plantas para evitar la germinación de las semillas «, dijo Aditya Vaidya, científico del proyecto de la UCR y autor del estudio. «Nuestro nuevo químico, Antabactin, hace exactamente esto. Si lo aplicamos, hemos demostrado que brotarán semillas inactivas».

Las demostraciones de la eficacia de Antabactin se describen en un nuevo artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Este trabajo se basa en la creación por parte del mismo equipo de una sustancia química que imita los efectos de la hormona ABA, producida por las plantas en respuesta al estrés por sequía. Ese químico, la opabactina, ralentiza el crecimiento de una planta, por lo que conserva el agua y no se marchita. Actúa induciendo a las plantas a cerrar poros diminutos en sus hojas y tallos, lo que evita que el agua se escape.

A continuación, el equipo quería encontrar una molécula que tuviera el efecto contrario, abriendo los poros, fomentando la germinación y aumentando el crecimiento de las plantas. Aunque la latencia de las semillas se ha eliminado en gran medida mediante el mejoramiento, sigue siendo un problema en algunos cultivos como la lechuga.

Sean Cutler, profesor de biología de células vegetales de la UCR y coautor del estudio, dijo que acelerar y desacelerar el crecimiento de las plantas son herramientas importantes para los agricultores. «Nuestra investigación tiene que ver con la gestión de estas dos necesidades», dijo.

Para encontrar el opuesto de Opabactin, Vaidya rápidamente hizo 4000 derivados de él. «Encontró una aguja en el pajar químico», dijo Cutler, «el compuesto que creó bloquea los receptores de ABA y es inusualmente potente».

En su artículo, los miembros del equipo demostraron que la aplicación de Antabactin a las semillas de cebada y tomate aceleraba la germinación. Posiblemente, tanto Antabactin como Opabactin podrían trabajar juntos para ayudar a que los cultivos prosperen en un mundo cada vez más seco y caluroso.

Una vez que Antabactin ha ayudado a que las semillas broten y se conviertan en plantas sanas, un agricultor puede comenzar a ahorrar agua al principio de la temporada de crecimiento rociando Opabactin. De esta manera, se «acumula» suficiente agua para cuando las plantas comiencen a florecer.

«Al igual que una mujer requiere niveles más altos de nutrición durante el embarazo, las plantas requieren más agua y nutrición cuando florecen y están a punto de dar frutos», dijo Vaidya. «Esto es cierto para la mayoría de los cultivos, especialmente para los cultivos económicamente relevantes como el maíz y el trigo».

El equipo de investigación continúa investigando las variaciones en la latencia de las semillas inducidas por ABA en una variedad de otras especies de plantas. También quieren examinar el uso de Antabactin como herramienta química para aumentar el crecimiento de las plantas en invernaderos donde el agua no es limitada.

«Esperamos identificar los actores moleculares clave que gobiernan la latencia de las semillas, reduciendo en última instancia el impacto de la pérdida de rendimiento de los cultivos debido a plantaciones desafortunadamente programadas o una mala germinación de las semillas «, dijo Vaidya.



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