Determinan los genes que deciden cuándo hibernar o crecer

Los mismos genes que se activan ante la falta de nutrientes inducen el estado durmiente de las yemas en las plantas para detener la formación de nuevas ramas. Este patrón de expresión génica para impedir el crecimiento en situaciones de ayuno se mantiene tanto en plantas herbáceas como leñosas. Es lo que indica un estudio de investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC), realizado sobre tres especies, entre ellas, la vid.

En las plantas superiores, las ramas se forman a partir de unas pequeñas estructuras conocidas como yemas axilares y localizadas en la base de las hojas. Las yemas axilares contienen una versión comprimida de la rama, y solo se activan y elongan ante condiciones ambientales e internas favorables. En caso contrario permanecen durmientes.

Una investigación realizada por científicos del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC) desvela que los genes activados por la falta de nutrientes (conocidos como genes del ayuno de carbono) están relacionados con la toma de esta decisión en la yema: crecer, o esperar hasta que las condiciones sean más adecuadas. El trabajo ha sido publicado en la revista Frontiers in Plant Science.

Según los investigadores, esta respuesta se parece mucho a la de cualquier otra célula animal, vegetal o de levadura que tenga poco azúcar disponible. Si hay pocos nutrientes, la célula detiene su crecimiento.

“En yemas axilares, esta respuesta genética ocurre incluso antes de que el azúcar sea escaso –explica Pilar Cubas, investigadora del CNB-CSIC y autora principal del trabajo–. Es suficiente que la planta anticipe una situación en la que sufrirá un ayuno de azúcar (días cortos, mucha luz infrarroja, etc.) para que las yemas entren en modo ahorro y traten de no gastar más de lo estrictamente necesario”.

Este trabajo se ha realizado sobre una especie herbácea (Arabidopsis thaliana) y dos leñosas (chopo y vid). “El patrón de genes activos en las yemas durmientes de estas tres especies tan diferentes coincide. Esto nos indica que son genes evolutivamente muy conservados, y con un papel muy importante en la dormición de las plantas superiores”, explica Cubas.

Mantener las yemas en estado durmiente permite a las plantas resistir a la sequía, un suelo pobre, poca luz u otras situaciones adversas. En las plantas leñosas muchas de sus yemas permanecen durmientes desde el verano-otoño hasta la siguiente primavera. Los científicos consideran que esta capacidad ha permitido a las plantas colonizar hábitats con condiciones fluctuantes en las que no sería posible un crecimiento continuado.

En el estudio han colaborado tanto expertos en el desarrollo de las plantas como bioinformáticos. Juntos han identificado los genes comunes que inducen el estado durmiente de las yemas en las diferentes especies.

“Ahora estamos tratando de entender cómo se relacionan la percepción de las señales que permiten a las plantas anticipar tiempos de escasez de carbono y energía, con las respuestas del modo ahorro que se encienden en la yema axilar en esa situación”, explica Cubas.

Tarancón Carlos, González-Grandío Eduardo, Oliveros Juan C., Nicolas Michael, Cubas Pilar. A Conserved Carbon Starvation Response Underlies Bud Dormancy in Woody and Herbaceous Species. Frontiers in Plant Science 2017; 8:788 10.3389/fpls.2017.00788

Fuente: CSIC