Una zamorana descubre la estrategia de las raíces ante la falta de fósforo

Un equipo formado de investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (Etsiaab) de la Universidad Politécnica de Madrid y del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas UPM-INIA han publicado un artículo en la prestigiosa revista científica New Phytologist en el que analizan el comportamiento de las raíces de las plantas ante la escasez de fósforo.

La zamorana María Paz González-García es la primera firmante del artículo que muestra unos conocimientos "que en el mundo del campo puede ser muy interesantes, puesto que intentamos conseguir plantas que necesiten menos fertilizantes, en concreto fosfato", señala la científica.

El fósforo es un nutriente esencial para las plantas pero, paradójicamente, aunque está presente en muchos suelos, a menudo permanece inaccesible. Ante esta limitación, las raíces de los vegetales despliegan sofisticadas estrategias de adaptación.

Sin embargo, lejos de tratarse de una respuesta uniforme, lo que revela este estudio es un nivel de organización mucho más complejo: las raíces funcionan como una comunidad de células altamente especializadas, donde cada tipo celular responde de forma distinta a la escasez de fósforo.

Análisis

Mediante un análisis transcriptómico de alta resolución en distintos tipos celulares de la raíz de Arabidopsis, los investigadores han identificado más de 7000 genes cuya actividad cambia cuando el fósforo escasea.

Como refleja la reseña del artículo que tiene como primera firmante a la zamorana realizada por la universidad a la que pertenece, la Politécnica de Madrid, lo más llamativo es que estas respuestas son en gran medida específicas de cada tipo celular, lo que sugiere que diferentes regiones de la raíz asumen funciones concretas para optimizar la captación y gestión de este nutriente. Así, la adaptación no depende de una única respuesta global, sino de la coordinación precisa entre múltiples programas celulares.

Versiones genéticas

Pero, tal y como se detalla en este estudio, la regulación no se limita a activar o desactivar genes. Las células también modifican cómo se procesan esos genes mediante "splicing alternativo", un mecanismo que permite generar distintas versiones de un mismo mensaje genético.

Este proceso actúa de forma paralela e independiente a la regulación transcripcional, ampliando enormemente la capacidad de adaptación de la planta.

De hecho, se identificaron cientos de eventos de "splicing" específicos que afectan a procesos clave del desarrollo y la respuesta al estrés.

Además, algunos reguladores clásicos adquieren nuevas funciones en este contexto. Factores de transcripción conocidos por su papel en el reloj circadiano (las oscilaciones de las variables biológicas en intervalos regulares de aproximadamente 24 horas), el desarrollo o la señalización hormonal se reprograman bajo condiciones de escasez de fósforo.

Entre ellos, destaca el factor de splicing SR45, que emerge como un elemento central en el control de la distribución interna del fósforo, afectando directamente al equilibrio entre raíz y parte aérea.

El estudio también pone de manifiesto el papel de hormonas como el ácido abscísico (ABA), que contribuyen a coordinar estas respuestas a distintos niveles, integrando señales ambientales con programas de desarrollo.

Panorama fascinante

En palabras de la investigadora y profesora de la Etsiaab, la zamorana Mary Paz González García, primera autora de este artículo: "Estos resultados dibujan un panorama fascinante: lejos de ser una estructura pasiva, la raíz actúa como un sistema descentralizado en el que cada célula interpreta el entorno y ajusta su comportamiento en consecuencia.

Esta "inteligencia celular distribuida" permite a la planta sobrevivir en condiciones adversas y optimizar el uso de recursos limitados".

Cultivos eficientes

Comprender estos mecanismos, explica, "no solo amplía nuestro conocimiento fundamental de la biología vegetal, sino que también tiene implicaciones directas para la agricultura".

En un contexto de creciente demanda alimentaria y necesidad de reducir el uso de fertilizantes, desentrañar cómo las plantas gestionan el fósforo puede ser clave para desarrollar cultivos más eficientes y sostenibles.

Este trabajo es fruto de la colaboración entre la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) a través del CBGP (INIA-CSIC) y la Universidad de Navarra y su Instituto BIOMA (Instituto de Biodiversidad y Medioambiente) y departamento de Biología Ambiental.

En concreto, de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas han participado los profesores del departamento de Biotecnología- Biología Vegetal e investigadores del CBGP, Mary Paz González García, Sara González Bodi, Miguel Ángel Moreno Risueño, Mónica Lanza Lucio y Elena Caro Bernat; así como los investigadores del CBGP, Victoria Baca González, Estefano Bustillo Avendaño, Laura Serrano Ron y Juan Carlos del Pozo Benito.

Mary Paz González García (49 años, Fresno de la Ribera) es autora de otros descubrimientos, como una molécula capaz de inducir a la formación de raíces laterales de tal manera que resistan mejor condiciones adversas como el déficit de nutrientes o las altas temperaturas. Algunos de estos hallazgos se han concretado el patentes para el desarrollo sobre todo de mejoras agrarias.

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