Los investigadores están usando luz sincrotrón para, literalmente, pelar las paredes celulares de las cebollas para ayudar a las plantas a soportar mejor los estreses causados por el cambio climático y las enfermedades.
"Sabemos que ha habido mucha sequía en las praderas y que el sustento de las personas está en juego", dice Ariana Forand, estudiante de máster en la Facultad de Agricultura y Biorrecursos en la Universidad de Saskatchewan (USask), Canadá. "Sería increíble encontrar modificaciones que les permitieran a las plantas resistir múltiples estreses".
Forand ha dirigido un proyecto que estudia cómo el calcio y el boro desempeñan una función beneficiosa en el fortalecimiento de las paredes celulares vegetales, lo que ayuda a reducir la deshidratación derivada de las heladas y las sequías, y a aumentar la resistencia a los patógenos.
Resultó que la planta perfecta para probar esta teoría eran las cebollas.
El equipo analizó muestras de cebollas y recopiló datos en la Advanced Photon Source (APS) en Illinois, gracias a la colaboración de las instalaciones con la Canadian Light Source (CLS) en la Universidad de Saskatchewan.
"Este proyecto se basa en el trabajo de un estudiante de máster anterior de la USask, Jun Liu, que trabajó con el estrés por heladas", dice Forand. "Y sabemos que, tanto con la sequía como con el frío, las plantas pierden agua de maneras similares".
Las cebollas son buenas plantas para utilizar "porque se puede pelar fácilmente una única capa de células y ver los cambios en la pared celular", una estructura vegetal clave para proteger contra estreses de varios tipos.
Una característica única de esta investigación, cuyos resultados se publicaron en la revista Plants, es que abordó varios estreses a la vez: deshidratación en cebollas blancas y cebollas para cocinar, y resistencia a patógenos en Arabidopsis, una pequeña planta herbácea con flor nativa de África.
Después de añadir calcio mezclado con agua a las cebollas cultivadas en invernadero, Forand utilizó microscopía de rayos X sincrotrón para confirmar no solo que las plantas habían absorbido el calcio, sino que, además, estaba localizado en la pared celular.
Posteriores pruebas en condiciones de sequía mostraron una reducción en la pérdida de agua en las plantas tratadas. De manera similar, se sabe que el boro se une a la pectina en las paredes celulares de Arabidopsis, y así refuerza su resistencia a la enfermedad introducida.
"Buscábamos maneras de reforzar estructuralmente las paredes celulares", dice Forand. Confirmar que el calcio y el boro reducen los efectos de la pérdida de humedad y de las enfermedades abre la puerta a buscar un efecto similar en otras plantas.
La Dra. Karen Tanino, profesora de Ciencias Vegetales en la USask y supervisora de Forand, dice que, en un año dado, "un estrés podría ser más prevalente que otro; lo que ocurre es que no se puede predecir cuál será. Esta investigación presenta una oportunidad de proteger las plantas contra las variaciones de estrés de un año a otro".
Forand y Tanino opinan que ampliar su investigación brinda oportunidades para fortalecer la resistencia a la pérdida de humedad y a las enfermedades tanto en los cultivos de campo abierto como en el sector de la horticultura.
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Victoria Schramm
Canadian Light Source
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