El cambio climático está modificando las estaciones y llevando a los cultivos al límite. Por ejemplo, las heladas repentinas a finales de primavera pueden ser perjudiciales para las fresas en el huerto. Las especies silvestres, por el contrario, suelen ser más resistentes.
por el Instituto Tecnológico de Karlsruhe
Investigadores del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) y sus colaboradores han descifrado las reacciones al frío de las fresas silvestres para permitir el cultivo de variedades más resistentes. Han publicado sus hallazgos en el Journal of Experimental Botany .
En el pasado, los cultivos se cultivaban principalmente para aumentar su productividad, a costa de su resiliencia. «El cambio climático hace que incluso a la agricultura moderna le resulte más difícil compensar la falta de resiliencia de los cultivos causada por la fertilización y el mantenimiento de los campos», afirma el profesor Peter Nick, del Instituto de Ciencias Vegetales Joseph Gottlieb Kölreuter del KIT. «Por ello, las plantas silvestres y sus factores genéticos de resiliencia son cada vez más importantes para la agricultura».
Su equipo investigó la resistencia al frío de las fresas silvestres (Fragaria vesca) y sentó así las bases para futuras líneas de cultivo más resistentes. Para su investigación, los científicos recurrieron al banco genético alemán de parientes silvestres de cultivos.
Causas de la resiliencia descifradas
En un estudio comparativo , los científicos identificaron por primera vez genotipos tolerantes y sensibles al frío de las fresas silvestres. Un par de genotipos, con una tolerancia al estrés por frío que contrastaba, permitió descubrir procesos fisiológicos, bioquímicos, moleculares y metabólicos asociados con la tolerancia al frío.
«Hemos podido observar diferencias específicas en la forma en que se comportan ante el estrés por frío», afirma Nick. Por un lado, se trata de diferencias que ya existían antes de que se produjera el estrés. «En el genotipo tolerante al frío, hay determinados genes que regulan el frío y que permiten la producción de proteínas que actúan como anticongelante de la propia célula y protegen la membrana de los daños causados por el frío».
Por otro lado, existen diferencias que se deben únicamente al estrés por frío. Como explica Nick, esto es, en un principio, sólo una señal física para la planta: «El frío endurece la membrana de la célula vegetal, lo que tiene un efecto sobre los procesos de transporte y la actividad enzimática».
Esta señal física debe convertirse en una señal química y llegar al núcleo celular. «Hemos identificado los genes que son especialmente importantes en esta cascada de señales de frío y que garantizan la respuesta exitosa de la fresa robusta del bosque», afirma Nick.
La resistencia al frío se transferirá a las fresas cultivadas
Los resultados del estudio son de gran valor para la agricultura. Nick afirma: «En el futuro, podremos utilizar estos resultados para el cultivo de fresas que produzcan más proteína anticongelante, por ejemplo. No es necesario recurrir a la ingeniería genética , pero podemos utilizar el cruzamiento convencional. Con el respaldo de nuestro conocimiento molecular, podremos seleccionar rápidamente individuos de plantas adecuados».
Para Nick, el estudio también demuestra la importancia de los bancos de genes: «El ejemplo de la fresa silvestre muestra que analizar las especies silvestres puede ayudarnos a hacer que la agricultura sea más sostenible y resiliente en el futuro».
Más información: Adnan Kanbar et al., Cold tolerance of woodland strawberry (Fragaria vesca) is linked to Cold Box Factor 4 and the dehydrin Xero2, Journal of Experimental Botany (2024). DOI: 10.1093/jxb/erae263
