martes, 28 de marzo de 2017

Las “plantas de la resurrección”, el futuro de los cultivos superresistentes a la sequía

Existen unas 135 especies llamadas “plantas de la resurrección” que producen tanto semillas como tejidos tolerantes a la sequía. Pero, curiosamente, ninguna de estas especies tiene importancia para la alimentación humana. Los cultivos con mayor importancia para la seguridad alimentaria a nivel mundial, como el maíz, el trigo o el arroz, son muy sensibles a la sequía, a pesar de que sus semillas son muy resistentes (soportando una reducción de hasta el 1-5% de su contenido en agua, sin perder viabilidad). Esto hace pensar que estos cultivos tan importantes tienen que tener genes que resistan el bajo contenido en agua, pero que solamente se expresen en la semilla.



El hecho que los principales cultivos que alimentan a la población mundial no sean muy resistentes de la sequía, unidos con el inminente cambio climático que reducirá la disponibilidad de agua a nivel mundial, es uno de los problemas de nuestra generación así como de las generaciones venideras.
Por ello, una parte importante de la comunidad científica y agrícola está investigando nuevas estrategias para adaptarse a la reducción del agua disponible para los cultivos.
En este contexto, un grupo de científicos de universidades sudafricanas, holandesas, alemanas y estadounidenses acaban de publicar un artículo en la prestigiosa revista científica Nature Plants, en el cual exponen el descubrimiento de nuevos genes con una gran potencial de generar resistencia a sequía en la planta Xerophyta viscosa (imagen inferior).


¿Cómo lo han hecho?

Estudiaron una de las plantas de la resurrección que crece en la provincia de Mpumalanga en Sudáfrica llamada Xerophyta viscosa (perteneciente a la familia Velloziaceae). Esta planta tiene la capacidad de sobrevivir después de 25 días deshidratada tras quedarse en menos del 5% de residuo seco. Una vez vuelve a regarse, en solamente 5 días vuelve a estar totalmente verde, tal y como podéis ver en el vídeo de este link.
Una vez seleccionaron las plantas, extrajeron su ADN y lo secuenciaron mediante dos técnicas distintas (Illumina y PacBio). Consiguieron ensamblar el genoma completo combinando la información de ambas técnicas (23 Gigabases mediante Illumina y 17.5 Gigabases mediante PacBio).
Una vez obtuvieron todos los genes existentes en la planta, estudiaron los que podían tener relación con su resistencia a la sequía. Existen clusters o grupos de genes que están muy próximos entre sí y que han demostrado en estudios anteriores que pueden aportar resistencia a sequía. Estos grupos se llaman ARIds (de sus siglas en inglés “islas de genes relacionados con la Anhidrobiosis") o CoDAGs (de sus siglas en inglés "clusters de genes asociados con la desecación"). Los investigadores estudiaron estos tipos de clusters como una fuente de genes para en un futuro cruzarlos con cultivos relacionados con la alimentación y así poder generar cultivos resistentes a la sequía.
Además de estos tipos de genes, estudiaron las proteínas LEA, que se consideran que tienen importancia en la respuesta a la salinidad o las heladas, otros grandes problemas de la agricultura a nivel mundial.
Por otra parte, estudiaron cómo se expresaban estos genes en las diferentes etapas en las cuales la planta empezaba a sufrir la sequía y cuando se rehidrataba. 

Conclusiones 

Gracias al estudio de la planta de la resurrección más resistente a la sequía (según los autores del artículo), se han descubierto una gran cantidad de genes relacionados con la sequía, la salinidad o las heladas. Esto ha supuesto un punto de inflexión en el estudio de genes de resistencia a sequía y con total seguridad hará que en el futuro se desarrollen cultivos que necesiten menos agua o, al menos, que aguanten mejor las temporadas de sequías sin reducción de su productividad.

La imagen de la Xerophyta viscosa ha sido realizada por Marco Schmidt.

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