Identifican genes de pino implicados en la respuesta a la sequía

Investigadores del Grupo de Investigación en Genética y Fisiología Forestal de la UPM han realizado una búsqueda de los genes inducidos por una sequía puntual en los pinos que les ha permitido conocer los mecanismos moleculares con que cuentan estas especies para responder al estrés hídrico.

La sequía de este invierno en España ha vuelto a poner de actualidad el tema del cambio climático. Todos los modelos auguran un aumento "más o menos drástico" de las temperaturas y, sobre todo, de la duración e intensidad de los periodos de sequía en toda la cuenca del Mediterráneo.

Los seres vivos más longevos, como los árboles, deberán afrontar las nuevas condiciones con su dotación genética actual, sin tiempo para una adaptación paulatina. El entorno es especialmente duro en este sentido con las especies vegetales, puesto que el periodo que sería el más favorable para el crecimiento en cuanto a horas de luz y temperaturas coincide con el de menor precipitación. Así, se ralentiza o incluso interrumpe el crecimiento y se llega a poner en riesgo la supervivencia de las plantas, sobre todo en sus etapas más débiles, como el primer y segundo año de vida. Por tanto, las especies mediterráneas han debido desarrollar una serie de estrategias frente a la escasez de agua.

El "Pinus pinaster" como modelo

Por otra parte, el conocimiento que se tiene de los procesos moleculares en las especies de gimnospermas es mucho más escaso que para las angiospermas. Las gimnospermas poseen en general un genoma muy grande y complejo (por ejemplo, el genoma de Pinus pinaster es más de 10 veces más grande que el humano y más de 55 veces más grande que el del chopo Populus trichocarpa), y, además, las angiospermas y las gimnospermas divergieron hace más de 300 millones de años.

Esto hace que, mientras se conoce el genoma completo de varias especies de angiospermas, incluidos árboles, aún no se dispone del genoma completo de una gimnosperma, y las herramientas moleculares diseñadas para aquéllas no siempre son transferibles a éstas.

Así, en el estudio realizado se ha empleado como especie modelo Pinus pinaster, una de las gimnospermas más abundantes en España y la más empleada en las reforestaciones durante el siglo XX, para llevar a cabo la búsqueda de los genes inducidos por una sequía puntual. Para ello se ha aplicado un déficit hídrico en condiciones controladas y seleccionado los genes que más se expresaban, en comparación con las plantas no sometidas al estrés. La sobreexpresión de estos genes se ha comprobado mediante microarrays y por RT-PCR.

Los resultados se han publicado recientemente en la revista Plant Physiology and Biochemistry. Entre los genes seleccionados se encuentran factores de transcripción, elementos relacionados con la protección de las membranas celulares o genes relacionados con el transporte y el metabolismo de azúcares, cuya acumulación está relacionada con la adquisición de tolerancia a la desecación.

Los 67 genes seleccionados resultarán muy útiles en futuros estudios sobre la respuesta a nivel molecular frente al estrés hídrico. Del mismo modo, el análisis de la diversidad de estos genes y su expresión en distintas especies o procedencias puede aportar conclusiones aplicables para la gestión de los recursos genéticos de los pinos. Especialmente interesante será el análisis de estos genes en otras especies menos adaptadas a la sequía, como el pino silvestre, y que se prevé tendrán que afrontar sequías crecientes en las próximas décadas.