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Investigador busca hacer que los árboles sean más resistentes en medio de un clima cambiante


Katharina Braeutigam, epigenética de plantas de la Universidad de Toronto, quiere cultivar árboles aptos para un clima futuro.


por la Universidad de Toronto


Al estudiar las plantas a nivel molecular , Braeutigam observa cómo los árboles responden a las señales externas, como la sequía, y cómo registran «recuerdos» del estrés. También investiga cómo responden a las señales internas, específicamente aquellas que determinan el sexo.

La esperanza es encontrar genotipos individuales que puedan adaptarse a un clima cambiante. Esto se debe a que un entorno que cambia rápidamente puede no permitir que los árboles, que juegan un papel clave en la conducción del clima del planeta al amortiguar los niveles de dióxido de carbono a través de la fotosíntesis, se reproduzcan lo suficientemente rápido como para que ocurra la selección natural estándar, dejándolos morir en su propio hábitat .

«A diferencia de nosotros, los árboles no son móviles», dice Braeutigam, profesor asistente en el departamento de biología de la U de T. Mississauga. «Están fijos en su lugar durante mucho tiempo.

«Es importante para ellos aclimatarse en el momento, que para una planta es su vida útil, y adaptarse dentro de la escala de tiempo evolutiva».

Braeutigam da un ejemplo de un álamo joven que experimenta un verano inusualmente cálido y seco, una ola de calor combinada con una sequía. Esto afecta el crecimiento del árbol de inmediato. Puede ser más pequeño que sus primos que crecieron en años húmedos y fríos.

Si este estrés ocurre repetidamente, el árbol podría hacer un registro junto a su genoma. Este registro le daría al árbol la capacidad de responder de manera diferente a los cambios ambientales que otros que nunca habían experimentado una ola de calor. En cierto sentido, este árbol habría aprendido a hacer frente a los cambios y podría transmitir ese conocimiento a la próxima generación.

«¿Enseña a sus hijos? Este es un tema muy debatido en biología que llamamos memoria molecular transgeneracional. Sabemos que esto sucede en plantas de vida corta», dice Brauetigam.

Katharina Braeutigam sobre la ‘memoria’ de los árboles

Braeutigam propaga árboles jóvenes experimentales bajo condiciones ambientales controladas en el invernadero de investigación U de T Mississauga. Crédito: Maeve Doyle

El trabajo de Braeutigam incluye un enfoque en el álamo balsámico, una especie de árbol dominante en Canadá.

«Es un árbol muy típico para los bosques canadienses, incluso más que el arce. Está más extendido», dice ella.

Los álamos crecen entre cinco y 10 años antes de florecer, lo cual es necesario para producir las semillas que producen la próxima generación. Pero Braeutigam toma esquejes de sus árboles y los propaga bajo condiciones controladas en el invernadero de investigación de U of T Mississauga antes de trasplantarlos al aire libre.

«Hemos visto que pueden llevar marcas epigenéticas o ‘recuerdos’ a una nueva planta. Hemos publicado algunos de estos trabajos y seguimos trabajando para entender cuánto dura la memoria, qué posiciones específicas en el genoma se ven afectadas, si hay árboles individuales que hacen esto más o mejor que otros de la misma población «, dice Braeutigam.

Braeutigam y colaboradores de la Universidad de Columbia Británica, Agricultura y Agroalimentación de Canadá y la Universidad de Guelph identificaron recientemente a un candidato fuerte para un regulador maestro del sexo en los álamos balsámicos utilizando información genómica, información epigenética y aprendizaje automático.

«Si el regulador maestro, el ‘interruptor’, se enciende, se produce un árbol hembra. Se apaga y se produce un macho. Ahora estamos trabajando para comprender exactamente cómo funciona este interruptor maestro», dice Braeutigam. «Comprender esto puede tener implicaciones para la reproducción».

Hay una gran cantidad de información que se puede aprender de cómo se puede interpretar el mismo genoma en muchos contextos diferentes, como los tipos de células , situaciones de estrés y diferentes edades, dice Braeutigam.

«Es importante estudiar y comprender y aprovechar las soluciones que todos estos organismos han encontrado para resolver un determinado problema».


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