Entendiendo el lado oculto de las plantas del lupino amarillo.
Científicos del CGNA buscan entender bases genéticas de la arquitectura de las raíces y así dar mejor respuesta a los nuevos desafíos climáticos.
Desde tiempos inmemoriales el hombre ha empleado técnicas de selección y mejoramiento de especies vegetales con el fin de satisfacer sus necesidades alimenticias y también de fibras, energéticas y protección. Sin embargo, avances científicos actuales han permitido dar pasos agigantados en el mejoramiento genético de cultivos, generando conocimiento a mayor velocidad.
El conocimiento acumulado, desde genomas completamente secuenciados, hasta estudios poblacionales, ha posibilitado entender las bases genéticas responsables de las principales funciones y comportamiento de las plantas.
En el Centro de Genómica Nutricional Agroacuícola -CGNA- en Temuco, región chilena de La Araucanía, un grupo de científicos liderados por el Dr. Iván Maureira-Butler, investigan cómo las plantas pueden adaptarse de mejor forma a las condiciones ambientales actuales, y han puesto su atención en lo que no se ve a simple vista: las raíces.
Gran parte de la información general acumulada en ciencia se ha concentrado en los caracteres aéreos de las plantas (aquellas características que podemos ver a simple vista), dejando de lado a las raíces, órgano oculto y vital para el desarrollo de la vida de las especies vegetales. Las raíces no solo son responsables de la absorción de nutrientes, sino que también del anclaje y fijación al suelo de las plantas, lo que determina de manera directa su supervivencia.
Estudios recientes en fisiología, morfología y genética radicular han demostrado que el tipo de raíz es determinante en el éxito productivo de los cultivos, sobre todo en situaciones de estrés hídrico y sequía como las que actualmente afectan al país y a zonas de importancia productiva a nivel mundial. Sin embargo, por estar bajo tierra, el estudio de este órgano no ha sido fácil.
Una de las especies que tiene bajo estudio CGNA es el lupino L. luteus, que se cultiva mayoritariamente en la zona centro sur del país bajo un típico clima mediterráneo, caracterizado por inviernos fríos húmedos y veranos secos. Dado que en esta especie el llenado del grano se produce al final de la estación lluviosa, parte importante del agua que necesita es obtenida del suelo y si el agua es deficitaria resulta un grano de malas condiciones, lo que afecta severamente el rendimiento y la calidad nutricional.
Actualmente, estudios realizados en fisiología y variación genética asociados a la morfología y contenido de metabolitos secundarios del sistema radicular han demostrado que la tasa de crecimiento y tipo de raíz es determinante en el éxito productivo de los cultivos, sobre todo en situaciones de estrés hídrico, sequia y bajas temperaturas.
El Dr. Iván Maureira-Butler señala que “Ya hemos encontrado plantas que son capaces de desarrollar una raíz principal en condiciones de baja temperatura, lo que les permite ser más eficientes en la extracción de nutrientes y agua desde el suelo, en condiciones adversas, típicas de los primeros meses de desarrollo del cultivo”.
El investigador indica que a través de un Proyecto FONDECYT (1140944) se han podido emplear plataformas para la observación del desarrollo de las raíces de lupino amarillo bajo distintas condiciones de temperatura y bajo diferentes tipos de sustrato y avanzar en forma significativa en esta área de investigación.
Los científicos del CGNA ya lograron descubrir una región genómica responsable de al menos un 14% del peso de raíz dentro de los primeros 20 cm de profundidad, lo cual es muy relevante, al igual que otras regiones genómicas ligadas al contenido de azúcar en las raíces.
La idea es ir colocando “las piezas del rompecabezas” para generar cultivos con raíces robustas y agresivas, y así, asegurar la sobrevivencia de las plantas en un ambiente afectado por el cambio climático, estrés hídrico, suelos deteriorados y cambios de temperatura.