La genética molecular de las plantas, investigación y aplicación

En este programa de Tendencias21TV, nos hemos acercado al Centro Nacional de Biotecnología, más concretamente a su Departamento de Genética Molecular de las Plantas y a algunos de sus grupos de investigación, para hablar con sus responsables y averiguar a qué se dedican, qué desarrollan y qué aplicaciones pueden tener sus investigaciones para la sociedad.
 
En primer lugar, nuestro presentador Tomás Granados ha hablado con Juan Antonio García, director del Departamento de Genética Molecular de Plantas, que nos ha explicado cuál es la actividad de su departamento, a qué se dedica y qué significa la genética molecular de plantas.
 
“El laboratorio es bastante multidisciplinar dentro de un enfoque común, que es el estudio de la biología de plantas superiores. Su objetivo es aprender aspectos de cómo funcionan las plantas, que puedan ser aprovechados para mejoras de cultivos y para otros abordajes biotecnológicos”, explica el experto.
 
Asimismo, García cuenta que el trabajo que se hace en este centro es un trabajo de investigación básica. Esencialmente, lo que se pretende es conseguir conocimientos que en un momento determinado puedan ser aplicables en la práctica. Pero esa última etapa, que es una etapa en la que una gran cantidad de conocimientos se traducen en un número pequeño de aplicaciones, no es realmente el objetivo de este centro.
 
“En este departamento, el abordaje es bastante general, no estamos enfocados en ningún tema en concreto. Tenemos desde estudios acerca de cómo las plantas pueden vivir en ausencia de nutrientes (como el fosfato), hasta estudio sobre cómo las plantas sufrir estreses bióticos y ser infectadas por virus”, explica García. “También tratamos aspectos más funcionales, como ¿qué es lo que hace que una planta de patata produzca patata en determinadas condiciones ambientales?”
 
En el futuro, este campo permitirá tener un mejor control y conocimientos sobre cómo las plantas responden a determinados tipos de estreses y de qué manera es posible alterar la respuesta a los mismos. Estos estudios son muy importantes en cuestiones de cambio climático, por la adaptación a diferentes temperaturas que este cambio requiere.
 
 Desarrollo de Yemas Axilares
 
Dentro del departamento encontramos varios grupos de investigación. Tomás Granados también ha hablado con  Pilar Cubas, jefa del equipo de Análisis de Desarrollo de Yemas Axilares.

Estas yemas son unas estructuras que se encuentran en la base de todas las hojas de las plantas, y que son los primordios de las ramas. Las yemas pueden estar durmientes durante largos periodos de tiempo, pero en ciertos momentos la planta decide que tiene que activarlas y producir una rama.  Esta es la decisión que los investigadaores están estudiando y los genes implicados en ella.
 
Esta investigación tiene una aplicación muy clara que es controlar la arquitectura final de la planta. Una planta que tenga muchas yemas axilares activas producirá muchas ramas, por lo tanto va a dar lugar a una planta muy ramificada. Por el contrario, una planta en la que las yemas axilares estén durmientes va a crecer sobre todo en vertical y a tener una estructura poco ramificada.
 
“Con esta investigación podríamos modificar el crecimiento de la planta y sobre todo su patrón final de arquitectura”, asegura Cubas, “ya hemos caracterizado el gen que es responsable de esta decisión; un gen que se activa o se inactiva exclusivamente en las yemas axilares, y que es como un interruptor del crecimiento”.
 
Ácido jasmónico

El siguiente grupo visitado por Granados fue el de Roberto Solano, jefe del grupo de Señalización por Jasmonato o Jasmonatos, que  son hormonas de tipo lipídico fundamentales para que las plantas se puedan defender de agresiones externas, estreses medioambientales, insectos, patógenos, etc.
 
“Lo que hace un insecto cuando va a atacar a una planta es liberar, con su mordedura, ácidos grasos de las membranas celulares. Esos ácidos grasos son transformados por las células en ácido jasmónico, que es el principal jasmonato, y este a su vez es transformado en hormona activa”, explica Solano. “Esa hormona activa va a difundirse por toda la planta y a avisar al resto de células de la planta de que está siendo atacada por un insecto. El aviso hace que las distintas células activen la síntesis de productos tóxicos para el insecto; y así como la planta se defiende”.
 
Asimismo, cuenta que la planta sabe cuál es el tipo de ataque al que tiene que hacer frente en cada momento, ya que la firma de cada estrés es distinta, paraelegir la respuesta más adecuada.
 
Una de las cosas que Solano y su equipo están intentando ahora -por el cambio climático y el aumento de temperaturas que se espera en las próximas décadas- es entender cómo funciona el jasmonato, Modificar la eficiencia de la hormona es fundamental  para que las plantas se puedan adaptar a ambientes de mayores temperaturas o ambientes con determinados estreses ambientales.
 
Uno de sus descubrimientos más importantes ha sido  la identificación del correceptor del jasmonato, que permite probar hipótesis de una forma mucho más rápida.
 
 La tuberización de la patata

El último equipo de investigación que visitó Tendencias21TV fue el de Salomé Prat, jefa del grupo de investigación de Fotoperiodicidad y Regulación de la Tuberización.
 
La fotoperiodicidad es la propiedad que tienen las plantas de percibir las horas de luz que reciben a lo largo del día. Esto les permite anticiparse a la llegada de las diferentes estaciones del año. Por ello, la planta sabe que se aproxima la primavera y florece.

El equipo se ha centrado en una regulación que depende de las horas de luz y que tiene una aplicación muy importante en alimentación: la formación de tubérculos de patata, la tuberización.
 
Con sus investigaciones, están intentando que la patata crezca en unas longitudes del día muy distintas a las originarias. Quieren entender cómo se regulan y ser capaces así de tener variedades que puedan tuberizar en condiciones de días muy largos o temperaturas elevadas.
 
“Hemos llegado a identificar cómo la planta mide las horas de luz a través de las hojas y sabemos que esas hojas sintetizan una señal que es transportada a la parte subterránea e induce la formación de los tubérculos” explica la experta, “esa señal es una proteína y, si la sobreexpresamos, la planta será capaz de formar tubérculos en cualquier condición, incluso a temperaturas elevadas”.