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Descubren el mecanismo que “debilita” a las plantas en cultivos de alta densidad

Un estudio de la FAUBA y el CONICET aporta conocimiento sobre los mecanismos moleculares por los cuales las plantas crecen más en condiciones de altas densidades para no ser sombreadas por sus vecinas, pero a costa de descuidar sus defensas frente a insectos y enfermedades.

12.03.2020
cultivo de girasol
Luciano Balaudo
Luciano
Balaudo

La comunidad científica conoce desde hace años cómo las plantas crecen en ambientes donde compiten fuertemente con sus vecinos por la luz y, para evitar ser sombreadas, asignan una buena parte de sus recursos a aumentar su altura, mientras descuidan otros aspectos fundamentales para su desarrollo, como las defensas ante el ataque de insectos o de enfermedades.

Es por ello que, especialistas de la Facultad de Agronomía de la UBA () y el , llevaron a cabo una investigación que reveló el mecanismo molecular que explicaría ese fenómeno y, según sus responsables, el conocimiento adquirido podría servir para mejorar cultivos con interés agronómico.

“Nuestro grupo de investigación viene tratando de entender cómo, cuando las plantas crecen en altas densidades, priorizar su crecimiento mientras tienden a ser más débiles o a estar menos protegidas frente al ataque de patógenos y son más susceptibles a enfermarse”, informó Carlos Ballaré, profesor de la cátedra de Fisiología Vegetal de la FAUBA, investigador del IFEVA y del Laboratorio de Fotobiología Ambiental.

 

Ballaré, director del grupo de investigación que publicó su trabajo en la última edición de la revista científica Nature Plants, explicó que cuando aumenta la densidad, las plantas detectan cambios en la composición espectral de la luz y activan mecanismos de señalización que priorizan el crecimiento por sobre las defensas.

“Las plantas poseen un fotoreceptor llamado fitocromo que les permite, entre otras cosas, detectar si están cerca de plantas vecinas. Cuando perciben altas densidades, activan una enzima que degrada los precursores de una hormona denominada jasmonatos, que inhibe el crecimiento”, detalló.

De este modo las plantas pueden crecer más rápido en un ambiente competitivo. Pero al mismo tiempo los jasmonatos cumplen la función activar el sistema inmune de las plantas, brindándoles protección ante el ataque de hongos e insectos. Entonces las plantas crecen rápidamente, pero al costo de estar menos defendidas.

“El nuevo trabajo publicado establece un vínculo entre la señalización lumínica asociada a la percepción de plantas vecinas y la señalización de las defensas, relacionada con los jasmonatos”, afirmó el especialista.

En este sentido, la investigación permitió determinar que las plantas degradan los precursores de estas hormonas de defensa mediante la activación de una enzima de la familia de las sulfotranferasas.

“Suponemos que este mecanismo debe haber surgido evolutivamente como una estrategia para que cuando la planta está en una situación de alta competencia se concentre en lo urgente, para evitar que los vecinos la sombreen, y esa acción tiene un costo colateral porque la hace más vulnerable a los patógenos”, comentó Ballaré.

especialistas del conicet y fauba

Este trabajo forma parte de su tesis doctoral de Guadalupe Fernández-Milmanda, quien además es la primera autora de la publicación. Las investigaciones involucraron cuatro años de trabajo y la colaboración de muchos becarios y docentes de la FAUBA, con ensayos en cámaras climáticas y en invernáculos del IFEVA, con la planta modelo Arabidopsis thaliana. La medición de los jasmonatos, que demanda equipamiento especializado, se realizó en el instituto Max Planck de Ecología Química. Además contó con la colaboración de investigadores de Estados Unidos y Suiza.

Aplicaciones

Ballaré señaló que si bien se trata de una investigación básica, el conocimiento generado podría, a futuro, tener un impacto agronómico. Se podrían desarrollar líneas de mejoramiento orientadas a manipular el mecanismo de inactivación de los jasmonatos y, con ello, mejorar la sanidad de las plantas cuando los cultivos están sembrados a altas densidades.

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Los encargados de llevar a cabo la actividad serán el INTA y el Conicet.