Investigación

Las olas de calor no solo afectan a las personas, sino también a las plantas que sirven como alimento. Ahora, un equipo científico ha identificado una proteína que explica por qué la inmunidad de estas flaquea cuando suben las temperaturas.

Además, ha descubierto una forma de invertir esta pérdida y reforzar las defensas de las plantas contra el calor. Los resultados de la investigación, llevada a cabo con la planta de flores blancas Arabidopsis thaliana, se publican este miércoles en la revista Nature.

Los científicos saben desde hace décadas que temperaturas superiores a las normales suprimen la capacidad de las plantas de producir una hormona de defensa llamada ácido salicílico, que activa su sistema inmunitario y detiene a los invasores antes de que causen demasiado daño. Sin embargo, la base molecular de este colapso de la inmunidad no se entendía bien.

El equipo de Sheng-Yang He, firmante de este artículo, constató hace unos años que incluso breves olas de calor pueden tener un efecto dramático en las defensas hormonales de las plantas de Arabidopsis, dejándolas más propensas a la infección por una bacteria llamada Pseudomonas syringae.

Normalmente, cuando este patógeno ataca, los niveles de ácido salicílico en las hojas de una planta se multiplican por siete para evitar que la bacteria se propague, pero cuando las temperaturas superan los 30 grados centígrados durante solo dos días, las plantas ya no pueden fabricar suficiente hormona de defensa para evitar que la infección arraigue.

"Las plantas contraen muchas más infecciones a temperaturas cálidas porque su nivel de inmunidad basal ha bajado", explica el biólogo en un comunicado de la Universidad estadounidense de Duke.

Usando técnicas de secuenciación genética, el equipo comparó plantas de Arabidopsis -planta modelo en experimentos- infectadas a temperaturas normales y elevadas, y constató que muchos de los genes que se suprimían a temperaturas elevadas estaban regulados por la misma molécula, un gen llamado CBP60g.

Este gen actúa como un interruptor maestro que controla otros genes, por lo que cualquier cosa que regule a la baja o "apague" significa que muchos otros genes también se apagan, es decir, no producen las proteínas que permiten a una célula vegetal acumular ácido salicílico.

El equipo pudo demostrar en el laboratorio que las plantas de Arabidopsis que tenían su gen CBP60g constantemente "encendido" eran capaces de mantener sus niveles de hormonas de defensa elevados y las bacterias a raya, incluso bajo estrés térmico.

Entonces, los investigadores hallaron la forma de diseñar plantas resistentes al calor que activaran el interruptor maestro CBP60g únicamente cuando fueran atacadas, y sin que se atrofiara su crecimiento.

Estos hallazgos podrían ser una buena noticia para los suministros de alimentos que se han vuelto inseguros por el cambio climático, subraya He, quien no obstante añade que "la verdadera prueba" será demostrar que su estrategia funciona también en los cultivos.

"Fuimos capaces de hacer que todo el sistema inmunitario de la planta fuera más robusto a temperaturas más cálidas", señala el científico. "Si esto es cierto también para las plantas de cultivo, es algo realmente importante porque entonces tenemos un arma muy poderosa".

En este sentido, el equipo constató que las temperaturas elevadas no solo perjudican las defensas del ácido salicílico en las plantas de Arabidopsis, sino que tienen un efecto similar en plantas de cultivo como el tomate, la colza y el arroz, y en los experimentos de seguimiento para restablecer la actividad del gen CBP60g en la colza observaron, hasta ahora, los mismos "resultados prometedores".