El post de hoy es obra de Pamela Zamora, alumna de la asignatura de comunicación científica del máster en biotecnología molecular y celular de plantas.
Según las Naciones Unidas, la cantidad de habitantes en el mundo ha ido en aumento gradualmente hasta ahora y se espera que lleguemos a 9700 millones para el año 2050, lo que significa 2100 millones más que en la actualidad. Hasta ahora la agricultura tradicional y la ganadería ha sido capaz de producir alimentos con la capacidad de abastecer a la población actual del mundo, pero, ¿qué va a suceder en unos años más cuando se produzca ese esperado aumento de la población? ¿Alcanzará el alimento para todos? El futuro proyectable es realmente incierto, especialmente si incluimos en la ecuación otras adversidades como el calentamiento global, la disminución de los recursos naturales como el agua y las tierras cultivables, el aumento en el costo de las energías, entre otros. Preocupante, ¿no?
Estas mismas preocupaciones son las sostenidas por un grupo de investigadores que trabajan para obtener una mayor producción en cultivos con recursos naturales limitados. ¿Cómo podemos entonces hacer plantas más eficientes? El enfoque a esta solución la han encontrado en el proceso de la floración. Las flores en las plantas, ya sean ornamentales o comestibles, tienen un solo objetivo que es facilitar la reproducción y la producción de semillas, para asegurar su supervivencia y dispersión como especie en el tiempo. Al referirnos a nuestra de alimentación, nosotros consumimos distintos órganos de las plantas; consumimos las semillas, o sus hojas previas a generarse la flor, o la inflorescencia de algunas de ellas. Entonces la pregunta especifica es, ¿cómo poder alargar el periodo en que la planta puede generar más órganos que finalmente serán los comestibles? Una respuesta sería alargando el proceso de floración
Para esto los investigadores se han enfocado en los procesos regulatorios de la floración que se encuentran codificados genéticamente. Sorprendentemente, aún no se han estudiado completamente los factores que controlan la duración de esta etapa. Por medio de técnicas de biología molecular se ha dilucidado que el final de la etapa reproductiva está controlado por 2 mecanismos principales. El primero es una ruta génica llamada FUL-AP2, que regula el momento en que las plantas dejan crecer vegetativamente (es decir, dejan de producir mas hojas y alargar sus entrenudos) para empezar a producir flores, lo que anteriormente nos referimos como su fase reproductiva. El gen FUL ( FRUITFULL= fructífero o fecundo) está involucrado en la regulación del tiempo y de la floración. La actividad de este gen es crucial para la formación y desarrollo adecuado de los órganos reproductivos de la planta, como pétalos, estambres y carpelos. Las mutaciones en el gen FUL pueden afectar el proceso de floración. Por ejemplo, ciertas mutaciones pueden retrasar esta transición a la etapa reproductivo de la planta lo que resulta en una floración tardía, mientras que otras mutaciones pueden acelerar el proceso de floración. El estudio del gen FUL y su interacción con otros genes relacionados con la floración es importante para comprender los mecanismos moleculares que controlan este proceso. Se ha propuesto que el control del final de la floración ejercido por las semillas dependería, entre otros factores, de una señal móvil generada en las semillas que afectaría al funcionamiento de la zona del ápice de la planta en donde se producen las flores, y que, una vez alcanzados unos niveles determinados, desencadenaría el final de la floración suprimiendo la actividad en esta región.
El grupo de científicos con el que estamos trabajando ha encontrado resultados preliminares basados en un elemento conocido como factor de transcripción (factor necesario para llevar a cabo la lectura de una determinada secuencia de ADN y “transcribirlo” en ARN que será la información genética capaz de expresarse luego en determinadas proteínas). El factor de transcripción en que se han fijado los investigadores es conocido como SVP (SHORT VEGETATIVE PHASE = Fase vegetativa corta) y es un gen que desempeña un papel importante en la regulación de la fase vegetativa de las plantas, es decir, controla la duración del estado vegetativo antes de que la planta comience su proceso de floración, en este caso, en la planta modelo para la investigación conocida como Arabidopsis. Las mutaciones en el gen SVP pueden afectar la duración de la fase vegetativa de una planta. Por ejemplo, ciertas mutaciones pueden hacer que la planta entre más rápidamente en la etapa de floración, lo que se conoce como una fase vegetativa corta. Por el contrario, mutaciones que afectan negativamente al gen SVP pueden prolongar la fase vegetativa y retrasar la floración. La actividad de este gen SVP esta regulada por una serie de factores incluidos otros genes y señales ambientales. Se han encontrado interacciones entre SVP y otros componentes de la ruta FUL-AP2, anteriormente mencionada, durante otras etapas de desarrollo de la planta. Estas interacciones pueden afectar la sincronización y el control del tiempo de floración en las plantas.
Nuestra investigación se centrará en estudiar cómo funcionan juntos SVP y los genes de la ruta FUL-AP2, y cómo afectan a la producción de semillas. Para ello, utilizaremos técnicas como el estudio de los patrones de expresión de estos genes en la planta y el análisis de marcadores moleculares. Con estos estudios, esperamos entender mejor cómo controlar la etapa reproductiva de las plantas y mejorar la producción de alimentos para el futuro.
