Vegetación

El calor extremo hará que los cultivos enfermen más

Los investigadores buscan alternativas para la protección de las especies vegetales frente a las altas temperaturas

El calor extremo hará que los cultivos enfermen más

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Verónica Pavés

El calor extremo provoca que las plantas encargadas de nuestra alimentación enfermen, pues sus defensas funcionan entonces mucho peor que de costumbre. Con el cambio climático y las olas de calor más intensas, el problema irá a más, por lo que pondrá en riesgo el consumo de alimentos en todo el globo.

Pero hay soluciones. Así lo ha advertido un grupo de científicos liderados por la Universidad de Duke, que han hallado qué es lo que falla en el organismo vegetal para que se produzca este fallo inmune de las plantas en días de calor y buscan una solución para salvarlas del calentamiento global. Concretamente, los investigadores, que han publicado sus resultados en la revista Nature, encontraron una proteína exclusiva de las células vegetales que tiene relación con esta bajada de defensas y, además, están buscando una fórmula para ayudarlas a remontar en los días calurosos.

Desde hace años se sabe que cuando hace calor la hormona de las plantas que regula esta respuesta inmune, el ácido salicílico, deja de funcionar. Esta es la misma materia prima que sirve para crear ácido acetilsalicílico, es decir, la aspirina, y en las plantas activa su sistema inmunológico e impide que los invasores causen daño. Pero son incapaces de producirlo cuando las temperaturas son demasiado altas, por lo que se exponen más a los patógenos que intenten colonizarlo.

Sheng Yang, autor principal del estudio / Nature

Normalmente, cuando un patógeno ataca, como es el caso de la bacteria Pseudomonas syringae, los niveles de ácido salicílico en las hojas de una planta aumentan siete veces para evitar que las bacterias se propaguen. Sin embargo, cuando las temperaturas superan los 30 grados centígrados durante solo dos días, las plantas ya no pueden producir suficientes hormonas para evitar la infección.

“Sabíamos que las plantas contraen muchas más infecciones a temperaturas cálidas, porque sus defensas están bajas”, explica el biólogo de la Universidad de Duke y autor principal Sheng-Yang He, que insiste que el siguiente paso era saber “cómo sienten las plantas el calor y si podíamos arreglarlo para que fueran resistentes”.

Encuentran la molécula que suprime las defensas

La ‘rata de laboratorio’ de este experimento fue la conocida científicamente como Arabidopsis thaliana, una planta larguirucha con flores blancas que crece en casi todo el mundo. Tras varios años buscando la respuesta en distintos genes vegetales sin suerte, los coautores del estudio Danve Castroverde y Jonghum Kim pasaron a diseñar una nueva estrategia.

Usando técnicas de secuenciación genética, los investigadores compararon los genes de Arabidopsis infectadas con Pseudomonas a temperaturas normales y elevadas. Lo que hallaron es que había una molécula detrás de la supresión de las defensas: el gen CBP60g.

El gen CBP60g actúa como un interruptor maestro que controla otros genes, por lo que cualquier cosa que regule a la baja o "apague" CBP60g supone la desconexión de otros tantos genes. Por ello no permite la producción de las proteínas adecuadas para que se acumule ácido salicílico en la célula.

Otros experimentos posteriores revelaron que la maquinaria celular necesaria para comenzar a leer las instrucciones genéticas en el gen CBP60g no se ensambla correctamente cuando hace demasiado calor, y sin ese libro de instrucciones el sistema inmunológico de la planta se rinde y deja de hacer su trabajo.

Hongos en plantas / Agencias

Sin embargo, si se muta ese mismo gen, el botón del ácido salicílico permanecía “encendido” y permitía que las defensas siguieran bien atentas a los peligros que acechan a la planta. “Si se mantienen estos resultados en los cultivos, sería una gran noticia para poder preservar la seguridad alimentaria en un mundo que no para de calentarse”, señala He, que afirma que han encontrado secuencias genéticas similares en todas las plantas.

A día de hoy, hasta el 40% de los cultivos en todo el mundo se pierden cada año debido a plagas y enfermedades, lo que le cuesta a la economía mundial unos 300.000 millones de dólares anuales.

Con las previsiones de crecimiento de la población, este problema puede convertirse en la tormenta perfecta. Y es que para alimentar a los aproximadamente 10.000 millones de personas que se esperan en la Tierra para 2050, se debería aumentar la producción de alimentos en un 60%. Por tanto, una protección genética para las plantas podría garantizar que estuvieran a salvo en el mundo caliente que estamos construyendo.

Estudio de referencia: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04902-y

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