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Patentado un método para activar la resistencia de las plantas a la sequía

Científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (CSIC-UPV) y del Instituto de Química Física Rocasolano (CSIC) consiguen estimular a voluntad la resistencia de plantas a la sequía mediante la modificación de un receptor molecular de la planta y su activación con una molécula mimética. El desarrollo ha dado lugar a una patente.

Las plantas tratadas con iSB09, a la derecha, resisten hasta 16 días de sequía y se recuperan cuando vuelven a regarse./ Imagen de Lozano-Juste et. al. Sci. Adv. 9, 2023.Científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del CSIC y la Universitat Politècnica de València (UPV), y del Instituto de Química Física Rocasolano (IQFR), también del CSIC, han desarrollado un ‘fármaco’ para activar la resistencia de plantas de cosecha a la sequía.

Se trata de un mecanismo para activar a voluntad la señalización de la hormona vegetal llamada ácido abscísico. Los investigadores han aplicado técnicas de la biomedicina a la biotecnología agrícola, lo que ha dado lugar a una patente. Los resultados se publican en Science Advances.

El ácido abscísico (conocido como ABA) es una hormona vegetal con importantes funciones dentro de la fisiología de las plantas. Participa en procesos del desarrollo y crecimiento, así como en la respuesta adaptativa al estrés. La activación de esta fitohormona puede favorecer la adaptación de las plantas a situaciones de estrés provocadas por déficit hídrico.

En este proyecto, los equipos liderados por Pedro Luis Rodríguez en el IBMCP de Valencia y Armando Albert en el IQFR de Madrid, desarrollaron un método genético-químico para activar esta ruta de modo inducible y sin que perjudique al crecimiento de las plantas.

Un receptor modificado y una molécula mimética activadora

Basándose en la estructura atómica de las proteínas implicadas y utilizando técnicas de ingeniería genética, los investigadores del CSIC han creado un receptor modificado de ABA que se activa mediante una molécula mimética, denominada iSB09.

Los resultados del trabajo muestran que las plantas portadoras de este receptor modificado y tratadas con iSB09 presentan gran tolerancia a la sequía. “Esta combinación activa de forma eficiente la ruta del ABA y genera protección al poner en marcha los mecanismos adaptativos de la planta”, asegura Pedro Luis Rodríguez, del IBMCP (CSIC-UPV). “Individualmente, la molécula iSB09 también permite reducir la pérdida de agua por transpiración en plantas de tomate”, puntualiza.

“Es la primera vez que se modifica un receptor del ABA en plantas de cosecha para adaptarlo a una molécula mimética de la fitohormona”, aclara Armando Albert, investigador del IQFR-CSIC. “Esta molécula -la iSB09- presenta mayor persistencia que la propia hormona ABA, que tiene una vida media corta, y puede añadirse en el momento preciso para proteger la planta ante situaciones de sequía”, explica.

Desarrollar fármacos contra la sequía

Según el estudio, esta combinación permite reducir la dosis de productos agroquímicos utilizados en plantas de cultivo, porque la combinación con el receptor modificado potencia el efecto de la molécula. “Nuestro objetivo es mejorar la resistencia de las plantas a la sequía e incluso, en casos extremos, permitir su supervivencia hasta que se restaure el riego”, revela Rodríguez. “El objetivo es desarrollar fármacos contra la sequía aplicando el avanzado conocimiento molecular desarrollado en el mundo vegetal”, remarca.

Para este trabajo, los investigadores del CSIC han utilizado estrategias aplicadas previamente en el campo de la biomedicina (conocidas como ‘descubrimientos de fármacos’ o drug discovery), pero en este caso trasladadas a la biotecnología agrícola. El método ha sido protegido mediante una patente de titularidad compartida entre el CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia, al ser el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas un centro mixto.

Según los investigadores, “la molécula iSB09 deberá pasar estudios de seguridad alimentaria como cualquier agroquímico, algo de lo que se encargará la empresa que explote esta molécula. La introducción del receptor modificado, como toda modificación genética, está pendiente de cambios en la legislación europea, por ejemplo, la aceptación de la técnica CRISPR en biotecnología agrícola. Pero las empresas pueden utilizar este abordaje en otros países donde esté permitido.

 

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