INVESTIGACIÓN PLANTAS

Un estudio determina los mecanismos que producen la parada proliferativa en plantas

EFE/ André Coelho

Investigadoras del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), han publicado el análisis más completo del proceso de parada proliferativa de las plantas.

El estudio, publicado este martes en “Current Biology“, analiza los cambios que determinan la parada de la producción de flores y frutos en plantas con un único episodio reproductivo, y podría contribuir a incrementar las cosechas, extendiendo el periodo de floración.

Fuentes de la UPV y del CSIC han señalado que muchos cultivos de gran importancia económica, como las leguminosas y los cereales, son plantas anuales que florecen solo una vez y después se agotan y mueren, y han añadido que los mecanismos que determinan su floración están muy estudiados, pero se sabe menos del proceso.

En las plantas con un único episodio reproductivo, llamadas monocárpicas, el inicio de la reproducción está marcado por la formación de las primeras flores, y están muy estudiadas las señales que controlan el inicio de la floración, como la luz, los cambios estacionales, la temperatura o la edad de la planta.

La producción de flores

Sin embargo, hay otro momento muy importante para la reproducción: su final. En muchas especies, después de la producción de un cierto número de frutos se detiene la producción de flores, una parada marcada por el cese de la actividad de los meristemos, las reservas de células madre que mantienen el crecimiento y la producción de órganos de las plantas.

“Este proceso se conoce como parada proliferativa, que podríamos denominar la menopausia vegetal”, explica Cristina Ferrándiz Maestre, investigadora del IBMCP y una de las autoras del estudio, quien precisa que la parada proliferativa constituye “una gran adaptación evolutiva”.

“Al no formarse nuevos órganos como flores y frutos, se asegura la redistribución de nutrientes hacia la producción de semillas, permitiendo el desarrollo óptimo de las mismas y perpetuar así la especie”, aclara Ferrándiz.

Factores de la parada proliferativa

A pesar de su importancia ecológica y económica, se conoce poco sobre los factores que controlan la parada de la proliferación, por lo que en esta investigación se han aplicado técnicas de biología molecular y celular, genética y análisis de imágenes a la especie modelo Arabidopsis thalianapara definir con elevada resolución espacio-temporal la secuencia de eventos moleculares y celulares que desencadenan la parada de la proliferación.

Paz Merelo, investigadora del IBMCP que lidera el estudio gracias al programa ComFuturo de la Fundación General CSIC, ha indicado que, por un lado, han realizado un estudio muy detallado de los cambios que ocurren en el meristemo antes de la parada”, para entender qué fases tienen lugar y qué las caracteriza.

Por otro lado, han estudiado unas hormonas vegetales importantes para mantener la proliferación, las citoquininas, y con marcadores fluorescentes que permiten seguir su actividad han visto que su actividad “se bloquea completamente en el momento de la parada, así que probablemente las citoquininas son las desencadenantes de la parada”, ha añadido.

Se trata de un estudio “pionero, porque por primera vez hemos visto desde muy cerca cómo se comportan los meristemos y qué cambios experimentan”, ha señalado Cristina Ferrándiz, que ha añadido que eso va a permitir diseñar “nuevos experimentos para controlar el periodo de floración y su final, o para identificar más factores implicados en su control”.

Nuevas aproximaciones biotecnológicas

La parada de la proliferación es un proceso común en un amplio rango de especies, por lo que los procesos descritos en este estudio son relevantes para nuevas aproximaciones biotecnológicas encaminadas a incrementar la cosecha en cultivos extendiendo la duración del periodo de floración, o retrasando la parada de la proliferación.

“Como en este estudio se demuestra que las citoquininas evitan la parada de la proliferación y, por tanto, extienden el periodo de producción, las rutas relacionadas con estas hormonas serían dianas prometedoras en programas de mejora”, apunta Ferrándiz.

Además, ha añadido que el rendimiento de muchos cultivos depende en gran medida de las condiciones ambientales, por lo que obtener variedades de plantas con una fase reproductiva más extensa, o con una parada de la proliferación tardía, “permitiría ajustar la producción frente a cambios climáticos puntuales”.

 




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