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Científicos santafesinos descubren cómo regular el crecimiento de plantas: su potencial impacto en la producción agrícola

Científicos del CONICET descubrieron cómo regular el crecimiento de plantas, un hallazgo que podría optimizar el rendimiento de cultivos clave como el de maíz.

Este hallazgo es relevante y se espera que, en un futuro, brinde pistas que permitan optimizar cultivos como el de maíz.

En diálogo exclusivo con AIRE, Leandro Lucero, investigador adjunto del CONICET y en el Instituto de Agrobiotecnología del Litoral y docente en la Facultad de Humanidades y Ciencias, donde dicta clases sobre Evolución y Genética de Poblaciones, brindó detalles sobre los descubrimientos alcanzados en esta investigación.

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La investigación está a cargo del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL, CONICET-UNL), en colaboración con el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) de España.

La investigación está a cargo del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL, CONICET-UNL), en colaboración con el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) de España.

El descubrimiento de procesos claves para el control del crecimiento de plantas

Los primeros indicios de esta investigación surgieron alrededor de 2017, cuando se presentó un proyecto binacional entre Argentina y España que permitió realizar un intercambio de trabajo en Madrid tras ganar una convocatoria. Desde entonces, el proyecto, que sigue en curso, cuenta con un equipo de investigadores y trabajadores de ambos países. La Dra. Victoria Gastaldi y el Dr. Daniel González, también pertenecientes al IAL, fueron integrantes fundamentales del proyecto en el equipo santafesino.

"Queríamos explorar la función de un grupo de proteínas llamadas factores de transcripción", explicó Lucero. Detalló que en una célula de cualquier organismo existen miles de genes en el ADN, pero no todos se expresan constantemente. Solo una cantidad limitada de ellos está activa en un momento dado. Los factores de transcripción, es decir, proteínas encargadas de regular la expresión genética, son los responsables de decidir qué genes se activan o se apagan en cada célula de un organismo, sea vegetal o animal.

Lucero señaló que tenían indicios de que estos factores de transcripción podían estar implicados en la formación de ramificaciones axilares en plantas, y para estudiarlos utilizaron Arabidopsis thaliana, una planta modelo de laboratorio por su facilidad para crecer, transformarse y permitir numerosos experimentos. "Era ideal para lo que queríamos investigar", agregó.

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Lucero explicó que descubrieron que la proteína en cuestión está involucrada en la formación de ramas axilares, lo cual es fundamental, ya que estas son las que producen las flores, que a su vez generan las semillas, y las semillas son las que dan los frutos que consumimos, componiendo gran parte de los alimentos en nuestra nutrición.

"Conocer cómo las plantas regulan el desarrollo de las ramas axilares no solo nos permite entender mejor la biología de las plantas, sino que también podría ofrecernos pistas para desarrollar herramientas de control del crecimiento vegetal mediante ingeniería genética", comentó Leandro.

El investigador detalló que identificaron que los factores de transcripción de la familia TCP desempeñan un papel opuesto a otro miembro de la misma familia, que reprime la formación de ramas. "Hay un gen que impide la generación de nuevas ramas, pero nosotros encontramos otros genes de la familia TCP que hacen exactamente lo contrario. Así, se desata una especie de batalla dentro de la célula, creando un balance que finalmente define y forma las ramas", señaló Lucero.

"Si hay un exceso de los genes que encontramos, se generan más ramas, mientras que si el otro gen prevalece, se formarán menos ramas", concluyó.

Los investigadores lograron identificar el mecanismo molecular que determina el crecimiento de las plantas, revelando cómo los factores de transcripción compiten para decidir si se activan o reprimen ciertos genes clave. Este descubrimiento abre la posibilidad de controlar genes específicos, regulando así el crecimiento de las plantas.

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Los investigadores lograron identificar el mecanismo molecular que determina el crecimiento de las plantas.

Los investigadores lograron identificar el mecanismo molecular que determina el crecimiento de las plantas.

Cómo beneficiaría este hallazgo en cultivos

Aunque estos experimentos se llevaron a cabo en una planta modelo, el objetivo es continuar con el proyecto y probarlo en una variedad más amplia de plantas, como el maíz. "Este grupo de proteínas, los factores de transcripción, está presente en todas las plantas, por lo que ahora buscamos indicios de cómo actúa este mecanismo en otras plantas", explicó Lucero.

El próximo paso será trabajar con el maíz, ya que su arquitectura también está regulada por esta familia de proteínas. En este caso, el objetivo es evitar que se desarrollen ramificaciones axilares, en lugar de promover su crecimiento.

Lucero señaló que el maíz tiene una sola vara y no desarrolla ramificaciones axilares, lo cual es crucial para el cultivo intensivo. "Si se formaran ramificaciones, el cultivo no se podría desarrollar de manera eficiente. Algo similar ocurre con el arroz", explicó. En cambio, en otras plantas, como las ornamentales o aquellas cuyos frutos son comestibles, es necesario que se generen más flores.

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"En algunas plantas es más interesante que no se desarrollen y en otras es importante estimular ese desarrollo de hecho". Lucero puso como ejemplo para comprender este proceso de forma más fácil a la jardinería, al ser básicamente lo que se hace cuando en un jardín se podan las plantas, cortando las primeras flores que salen para que después las plantas generen más flores.

Por ello, la importancia de esta investigación radica en la posibilidad de comprender y controlar el desarrollo de las plantas. "Este conocimiento nos permitirá profundizar en la biotecnología y generar herramientas para regular el crecimiento vegetal", destacó Lucero.

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Se espera que, en un futuro, se aplique al maíz, uno de los cultivos más importantes del país.

Se espera que, en un futuro, se aplique al maíz, uno de los cultivos más importantes del país.

La importancia de estas investigaciones y el papel del financiamiento para hacerlas posibles

Leandro Lucero planteó que las preguntas que se hacen en el proceso no solo permiten resolver cuestiones biológicas de manera inmediata, sino que también tienen un valor a futuro. Estos conocimientos pueden aplicarse para optimizar cultivos ante contextos específicos.

Además, destacó que parte del conocimiento popular ya proporciona pistas sobre el funcionamiento de las plantas, y que su trabajo desde la ciencia busca entender esos procesos a nivel molecular. El objetivo es dilucidar cómo las prácticas agrícolas influyen en la capacidad de una planta para generar más ramas y cómo se regulan estos mecanismos.

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El proyecto tiene la intención de continuar en los próximos años, aunque dependerá en gran medida de la obtención de financiamiento, lo cual está muy vinculado al contexto científico actual en Argentina.

El financiamiento para estas investigaciones proviene en gran parte de la Agencia Nacional de Ciencia y Tecnología, que recibe subsidios del Banco Interamericano de Desarrollo. Sin embargo, este apoyo económico se ha visto interrumpido y se anticipa que en los próximos años será aún más limitado.

"Esto limita muchísimo nuestra capacidad de poder continuar con los proyectos no solo con los que ya están avanzados, sino también empezar proyectos nuevos. Así que concretamente la faltante de financiamiento limita mucho nuestras capacidades", concluyó Leandro Lucero.