El lenguaje de las plantas al servicio de la agricultura

El encuentro SMPR2019, Small Molecules in Plant Research: Chemistry and Biology Come Together, ilustra como poner el lenguaje de las plantas al servicio de la agricultura

  Los avances en el conocimiento de la fisiología de las plantas a que llevan las técnicas actualmente disponibles permiten saber qué mecanismos utilizan las plantas para comunicarse entre sus propias partes y con el exterior. A las auxinas y otras hormonas vegetales conocidas de siempre, se han sumado en las últimas décadas un sinfín de compuestos. Este conocimiento, que se inicia como investigación básica, se está utilizando ya en la práctica agronómica. El cuestionamiento de los agroquímicos de síntesis es el espaldarazo definitivo para el estudio de los compuestos naturales, algo que se viene realizando desde hace décadas, como puso de manifiesto Natalia Dudareva, pero que ahora resulta prácticamente imprescindible al desaparecer otras opciones de control de plagas y enfermedades. Del 10 al 11 de diciembre tuvo lugar en la Universidad Politécnica de Valencia, organizado por el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, IBMCP,  el encuentro Small Molecules in Plant Research: Chemistry and Biology Come Together, cuyo nombre ya explica mucho. Unos 150 científicos de todo el mundo participaron en la convocatoria. Las sesiones de trabajo contemplaron la biosíntesis de los compuestos volátiles y cómo poder dirigir esta síntesis, así como sesiones en que se explicó el uso de estos compuestos en la práctica. Los compuestos orgánicos volátiles, VOC, explicó la mencionada Natalia Dudareva (USA), son una fuente muy importante de carbono que llega a la atmósfera, que se estima en 10 a la 9 toneladas por año. Se trata de compuestos muy específicos; por ejemplo, el aroma, en petunia, lo producen los pistilos solamente. Cada vez se conoce más de este lenguaje químico de las plantas y esto permite su utilización. El rol de estos compuestos en las plantas es sustituir la movilidad; mientras un animal puede huir de un peligro, las plantas no pueden hacerlo y su forma de defenderse es la emisión de compuestos a la atmósfera o a través del sistema radicular o de la red de micorrizas, como explicó Ian Baldwin, de Alemania, capaces de enviar señales de peligro a otras plantas para que se protejan. En África, una de las 10 principales plagas es la hierba Striga hermonthica; Salim Al-Babili, de Arabia Saudita, que participó en la creación de arroz con alto contenido de vitamina A, explicó los trabajos que se realizan para combatirla mediante volátiles naturales. Alberto Granell, IBMCP, define a los volátiles como una red con funciones en muchos sentidos similares a una internet de los vegetales y animales, regulando las interacciones. Su grupo de trabajo tiene el tomate como modelo; participaron en el proyecto Traditom dedicado a identificar y valorizar variedades tradicionales europeas. Uno de los trabajos presentados, mencionado por José Luis Rambla, integrante del equipo, explica el trabajo realizado en 38 variedades de larga conservación cultivadas bajo condiciones diferentes, estudiando el perfil de volátiles y su evolución a lo largo de seis meses de almacenamiento. El tomate tiene metabolitos antinutricionales, como los glicoalcaloides, que pueden ejercer efectos negativos a nivel gastrointestinal, neurológico y provocar alergias. Otro trabajo de este grupo estudia cómo reducir estas sustancias de efecto negativo a través de la edición del genoma. El tomate no es el único objeto de estudio del grupo; intervienen en trabajos sobre el mapa de volátiles de fresas silvestres; estudio de volátiles en la cáscara de melón, que se comprueba afectan el nivel de aceptación, un trabajo en conjunto con el INTA de San Pedro, Argentina, etc. Alberto Urbaneja, IVIA, explicó que los predadores pueden inducir mecanismos de defensa en las plantas; estas plantas “activadas”, es decir, cuya resistencia ha sido inducida por el contacto controlado con predadores o sus volátiles, se muestran luego mucho más resistentes a los ataques. Se han conseguido reducciones del 58% en Tuta difundiendo volátiles en invernaderos. Su conferencia fue una ventana a un nuevo mundo en el manejo de la sanidad vegetal del que ya existen ensayos en invernaderos. Muchos de los compuestos bioactivos de las plantas son de interés nutracéutico, un tema en el que se lleva trabajando desde hace años y sobre el que disertó Francisco Tomás-Barberán. Su equipo ha trabajado en los compuestos de diferentes especies; uno de los más reconocidos es sobre el contenido de resveratrol, un polifenol presente en muchas especies y en particular en la uva negar. El conocimiento del papel de los volátiles ofrece todo un taller de herramientas para abordar de formas diferente la sanidad vegetal. Según definió uno de los participantes en el foro, un mundo en el que se están dando aún los primeros pasos. Se sabe que las micorrizas son una asociación simbiótica con la planta huésped; en la Universidad de Castellón, J. Gamir et al., hipotetizan que uno de los mecanismos por los cuales las micorrizas ayudan a las plantas de tomate es produciendo, ante situaciones de peligro, oligogalacturónidos. Estos son fragmentos de paredes celulares que se liberan durante el ataque de herbívoros o patógenos y que desencadenan mecanismos de defensa en la planta de tomate. Un estudio en el que participan tres instituciones busca desarrollar la ruta metabólica por la que se produce el azafrán en los pistilos de Crocus sativus, en los granos de arroz. El interés del estudio es evidente si se tiene en cuenta que para producir un kilogramo de azafrán se necesitan 80 kg de flores de la planta. El poster es de M. Lobato et al., de la Universidad De Lleida - ETSEA, Universidad de Castilla La Mancha y el Instituto Catalán de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA). Estas “moléculas pequeñas” no son solamente de interés para el mundo agronómico. Uno de los posters explicaba el potencial de los pistilos de Hypericum perforatum. La hipericina tiene propiedades anticancerígenas y existen evidencias de que puede ser de utilidad también para luchar contra el Alzheimer. La hipericina se produce en unas glándulas oscuras; hasta ahora se trabajaba con las de las hojas y el estudio plantea que el pistilo permite identificar mejor los genes responsables del desarrollo de estas estructuras (P. Rizzo et al.). La imagen fue mostrada por uno de los conferenciantes ilustrativa de la riqueza de las interacciones en el interior de una célula https://youtu.be/PdzdSYcBWYY