Plantas capaces de “recordar” las temperaturas que experimentan durante el día

Para investigadores del CONICET, del Instituto Leloir y del IFEVA, la memoria molecular de corto plazo en Arabidopsis thaliana explica la influencia de variaciones en la temperatura durante el día en el crecimiento de los tallos durante la noche. El hallazgo sienta bases para el desarrollo de cultivos adaptados al cambio climático.

El hallazgo se realizó a partir de experimentos con plantas de la especie Arabidopsis thaliana, un modelo vegetal que comparte genes con los principales cultivos agrícolas. / Agencia CyTA-Leloir

Investigadores argentinos comprobaron que las plantas de Arabidopsis thaliana (un modelo vegetal que comparte genes con los principales cultivos) tienen una memoria a corto plazo de las temperaturas que experimentan durante el día y que esa información que “recuerdan a nivel molecular” influye en el alargamiento de sus tallos durante la noche.

“Nuestro trabajo aporta conocimientos que podrían ser utilizados como herramienta para el mejoramiento genético de plantas de interés agronómico en un contexto de cambio climático global”, indicó Jorge Casal, investigador del CONICET en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA) y en la Fundación Instituto Leloir (FIL).

Casal y sus colegas observaron que plantas sometidas a temperaturas diurnas altas no estresantes (28ºC) alargan más sus tallos (hipocótilos) durante la noche que aquellas sometidas a temperaturas diurnas bajas (10ºC). “Encontramos que este patrón de crecimiento está gobernado mayoritariamente por la dinámica de dos proteínas o factores de transcripción: PIF4 (conocido por promover el crecimiento de las plantas) y HY5 (conocido por inhibir el crecimiento de las plantas)”, explicó Germán Murcia, investigador del CONICET en la FIL y primer autor del trabajo publicado en “The Plant Cell”.

Los investigadores también comprobaron que la expresión del gen PIF4 sigue un patrón asimétrico entre la subida (10 a 28ºC) y la bajada (28 a 10°C) de temperatura conocido como “histéresis”. “Este fenómeno establece que la relación entre la variable de cambio (temperatura) y su respuesta (niveles de PIF4) no sólo depende de la intensidad del cambio sino también de si sube o baja. En este sentido, los niveles del gen PIF4 aumentan rápidamente al pasar las plantas de 10 a 28ºC y bajan lentamente al pasar las plantas de 28 ºC a 10 ºC”, destacó Casal, también jefe de laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas de la FIL.

Por otro lado, los autores del estudio también descubrieron que la actividad del gen ELF3 es clave para que las plantas sean capaces de tener memoria de las temperaturas diurnas.

“Comprender los mecanismos moleculares que gobiernan la respuesta del crecimiento de las plantas sometidas a condiciones cambiantes de temperatura, simulando en condiciones de laboratorio lo que ocurre en la naturaleza entre el día y la noche y entre estaciones invernales y estivales, sienta bases para el desarrollo de cultivos mejor ajustados a las condiciones que genera el cambio climático”, concluyó Murcia.

Del trabajo también participaron Romina Sellaro, del IFEVA; y Cristina Nieto y Salomé Prat, del Centro de Biotecnología Nacional, en Madrid, España.