Se aisla el gen que permite a las plantas reverdecer tras la sequía

La proteína NGA1 controla la transcripción de un gen clave que finalmente permite a las plantas sobrevivir después de periodos de sequía, según un estudio publicado en PNAS. Cuando una planta está sin regar durante una o dos semanas, la mayoría de las veces, seguirán estando bien después de echarles agua de nuevo, algo que parece bastante simple, pero que en realidad es un proceso biológico complejo que depende de una hormona vegetal llamada ABA. Para una rehidratación exitosa, se debe acumular ABA durante las primeras etapas de deshidratación y luego, entre otras cosas, actuar para prevenir la pérdida de agua al cerrar los poros de las hojas de la planta.

Aunque los científicos saben mucho sobre ABA y lo que hace, no sabían mucho acerca de cómo ABA comienza a acumularse en respuesta al estrés por deshidratación. El científico Hikaru Sato y su equipo del Instituto RIKEN examinaron una biblioteca de 1.670 líneas de plantas transgénicas y realizaron una serie de experimentos para abordar este problema.

Se aisla el gen que permite a las plantas reverdecer tras la sequía

El método de selección que utilizó el equipo fue algo único. Como explica Sato: "Utilizamos una biblioteca de líneas de plantas que se creó con la tecnología de silenciamiento de represores quiméricos. Esta técnica especial se utiliza para identificar nuevos factores de transcripción en la ciencia genética de plantas".

Buscando plantas con características similares a las mutantes deficientes en ABA, encontraron una línea de plantas en la que la sobreexpresión de NGA con un dominio represor quimérico daba como resultado menores niveles de la enzima NCED3 durante el estrés por deshidratación. Esto fue muy prometedor porque las plantas necesitan NCED3 para fabricar ABA, y luego plantearon la hipótesis de que NGA era un factor de transcripción que podía controlar la producción de NCED3 y, en última instancia, la biosíntesis de ABA.

Resulta que hay toda una familia de proteínas NGA, y el equipo demostró que todas ellas se unen a la región del gen NCED3 que desencadena su transcripción; pero la historia no es tan simple. El equipo creó plantas transgénicas para cada miembro de la familia NGA y encontró que las proteínas NGA se encuentran naturalmente en diferentes partes de las plantas y muestran distintos patrones de expresión en momentos de estrés por deshidratación.

Aunque los científicos saben mucho sobre ABA y lo que hace, no sabían mucho acerca de cómo ABA comienza a acumularse en respuesta al estrés por deshidratación.

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Algunos se expresaron en las raíces, mientras que otros se expresaron en las hojas. El tiempo de expresión de NGA también varió entre diferentes líneas, lo que significa que era poco probable que todos funcionaran de la misma manera en respuesta al estrés por sequía. Para determinar qué proteínas NGA eran importantes para la síntesis natural de ABA, crearon mutantes para cada una.

Todas las plantas crecieron normalmente cuando tenían agua disponible, pero tras detener el agua hasta que las plantas se marchitaron, las que presentaban mutaciones en NGA1 permanecieron secas y no se les pudo revivir mediante la rehidratación. Todas las otras mutantes podrían rehidratarse.

Mejorar la tolerancia a la sequía es una prioridad para los científicos de las plantas. "Varios estudios han demostrado que el aumento de los niveles de ABA puede mejorar la tolerancia a la sequía en las plantas --señala Sato--. Nuestro descubrimiento de que se necesita NGA1 para la biosíntesis de ABA probablemente será útil para desarrollar nuevas formas de aumentar la tolerancia al estrés por sequía".

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