Estomas: el terror de muchos estreses

Artículo realizado por Celia Payá, como parte de la evaluación de la asignatura de comunicación científica, perteneciente al máster de biotecnología molecular y celular de plantas.

¿Plantas estresadas? ¿Cómo? Sí, sí, lo que estás oyendo curioso lector. Al igual que los seres humanos, las plantas también pueden estar estresadas. Nuestras compañeras están obligadas a permanecer durante toda su vida ancladas en el mismo sitio, por lo que tienen que ser capaces de aguantar días de frío extremo en invierno, veranos secos y calurosos, lluvias torrenciales… además de toda una serie de pequeños visitantes como pueden ser insectos, virus, bacterias u hongos que quieren aprovecharse de ellas. Pero aunque muchos no lo crean, ellas son mucho más astutas que nosotros y son capaces de activar toda una serie de mecanismos de defensa para hacer frente a este tipo de estreses y sobrevivir en condiciones extremas sin moverse ni un solo centímetro

Una vez introducidos en materia, ha llegado la hora de presentar a nuestros grandes protagonistas: los ESTOMAS. Los estomas son una especie de poros que tienen las plantas principalmente en las hojas y que son fundamentales para ellas ya que son los encargados de llevar a cabo el intercambio gaseoso entre la planta y el exterior, por ejemplo tomando CO2 y liberando oxígeno durante la fotosíntesis. Además, también tienen un papel clave en el sistema defensivo de las plantas ya que estas son capaces de abrirlos o cerrarlos cuando se encuentran amenazas bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, los estomas están abiertos durante el día para realizar sus labores diarias; sin embargo, cuando detectan algún problema en su entorno, por ejemplo una baja disponibilidad de agua, la planta cerrará sus compuertas reduciendo el intercambio gaseoso y por lo tanto disminuyendo la pérdida de agua, lo que le permitirá mantenerse lo más hidratada posible. Además, muchos patógenos aprovechan estas aperturas naturales para penetrar en ella y así poder colonizarla, por lo que el cierre de los estomas dificultaría mucho su entrada.

Ya hemos visto el papel tan importante de nuestros protagonistas en la vida de las plantas. ¿Qué os parecería si existiera un compuesto que fuera de capaz de inducir el cierre de estos estomas cuando a nosotros se nos antoje? Pues no le deis más vueltas lectores, yo tengo la solución.

En nuestro laboratorio hemos descubierto un compuesto al que hemos llamado HB (de su nombre científico en inglés “(Z)-3-hexenyl-butyrate“) que es capaz de inducir este cierre de estomas simplemente “sprayeándolo” sobre las plantas a una concentración mínima (1 mL de HB diluido en 2,5L de agua). ¿Qué cómo descubrimos nuestro compuesto estrella? Nuestro grupo de investigación está especializado en interacciones planta-patógeno, es decir, nos dedicamos a estudiar la relación o comunicación que hay entre una planta y su microscópico amiguito invasor que siempre intenta aprovecharse de ella, aunque no siempre se sale con la suya. Analizando la relación de pareja que había entre plantas de tomate y una bacteria que penetra en las plantas a través de los estomas, infectando a la planta completa y ocasionando grandes pérdidas en los cultivos conocida como Pseudomonas syringae, vimos que en este caso el tomate era el que mandaba en la relación e impedía que la bacteria se extendiera por toda la planta ocasionándole graves daños. Observamos que la planta de tomate sintetizaba toda una serie de compuestos de diferente naturaleza, entre los que se encontraba el HB, que le permitía frenar el crecimiento y avance de la bacteria. Seleccionamos una serie de estos compuestos inducidos por la infección bacteriana y realizamos tratamientos exógenos con ellos sprayeándolos sobre plantas de tomate infectadas con Pseudomonas syringae. Los resultados que obtuvimos tras tratar plantas de tomate con HB fueron inmejorables ya que el crecimiento de la bacteria se reducía casi a la mitad comparado con plantas no tratadas, por lo que sabíamos que teníamos algo muy importante entre manos. Esto se debía principalmente a que el HB provocaba el cierre de estomas en la planta y como la vía de entrada de esta bacteria es a través de estas compuertas naturales, al estar cerradas disminuía en gran parte su colonización.

Viendo el éxito obtenido, decidimos probar este compuesto con otro estrés en el que los estomas tienen un papel clave: la sequía. Como se ha comentado anteriormente, cuando las plantas se encuentran en condiciones en las que el agua es muy limitada, el cierre de estomas disminuye la transpiración a través de las hojas, lo que permite una menor pérdida de agua y por lo tanto una mayor tolerancia a este estrés. Para nuestra sorpresa, observamos que plantas tratadas con HB perdían menos agua al estar sometidas a estrés por sequía, aparte de mostrar un aspecto mucho más “fresco” que aquellas plantas que no habían sido tratadas y estaban totalmente marchitas, lo que reforzaba el poder del HB en el cierre estomático y la tolerancia a diferentes estreses.

Pero atención chicos, que la cosa no queda ahí. Hemos probado el efecto de nuestro compuesto en otras especies vegetales aparte del tomate para ver si también era aplicable, y hemos obtenido resultados incluso mejores en otros cultivos como pueden ser cítricos, maíz, guisante o alfalfa. Además la última gran noticia que os tengo que contar de nuestra estrella es que es un compuesto volátil, es decir, se propaga y extiende rápidamente por el aire, por lo que un mínimo tratamiento en un grupo de plantas en el momento adecuado llegaría a todas sus plantas vecinas advirtiéndolas del peligro y protegiéndolas frente a estreses tanto de tipo biótico como abiótico.

A modo resumen, un compuesto sintetizado por la propia planta, del que necesitas una cantidad mínima, que se aplica simplemente sprayeando, que empieza a hacer efecto a las 24 horas tras su aplicación y puede durar hasta una semana, que funciona en diferentes especies vegetales induciendo el cierre estomático y haciendo a las plantas mucho más tolerantes frente a estreses tanto de tipo biótico como abiótico… No se tú, pero yo aquí veo un posible fin a la era de las plantas estresadas, el HB ha llegado.

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