Las plantas, al igual que los humanos, tienen relojes circadianos que les permiten decir la hora. En los humanos, este mecanismo celular influye cuando nos despertamos y dormimos.
Por: John Innes Center.
Las plantas dependen tanto de la luz del día que los relojes circadianos son aún más influyentes, regulando la tasa de fotosíntesis, intercambio.
as plantas dependen tanto de la luz del día que los relojes circadianos son aún más influyentes, regulando la tasa de fotosíntesis, intercambio de gases y transpiración, que es el flujo de agua a través del tallo y la evaporación de las hojas.
Ahora los investigadores han descubierto que estos relojes biológicos juegan un papel crítico en el consumo de agua, permitiendo a las plantas usar este recurso precioso de manera más eficiente.
Llevaron a cabo una serie de experimentos con plantas modelo de laboratorio en las que los genes que codifican los ritmos circadianos habían cambiado.
Algunos cambios hicieron que las plantas usaran más agua en relación con el crecimiento, pero, inesperadamente, los experimentos revelaron que algunos de estos cambios en los ritmos circadianos permitieron que las plantas crecieran fuertes y saludables mientras usaban menos agua. El estudio revela que es todo el sistema circadiano el que afecta la eficiencia del uso del agua, no solo una parte específica.
La investigación abre una oportunidad para el ajuste de los cultivos para utilizar el agua de manera más eficiente: perder menos agua a través de la transpiración mientras aún crece.
La agricultura representa alrededor del 80% del agua dulce utilizada en todo el mundo. Por lo tanto, comprender los procesos en las plantas que afectan la cantidad de agua que usan es de vital importancia para desarrollar cultivos que sean productivos pero que usen menos agua.
Las plantas transpiran agua con un ritmo diario porque los estomas, pequeños poros en la superficie de las hojas, generalmente se abren solo durante el día. Estudios anteriores mostraron que la apertura diaria está regulada por ritmos circadianos.
«Razonamos que los ritmos circadianos podrían tener un gran impacto en la cantidad de agua que usan las plantas. Y nuestros experimentos demuestran que este es el caso», explica el Dr. Antony Dodd del Centro John Innes, quien es el autor principal del estudio. .
«El objetivo general del trabajo radica en reducir la cantidad de agua que se utiliza en el riego de cultivos para mejorar la sostenibilidad de la producción agrícola de alimentos».
El estudio revela que los genes del reloj circadiano alterados afectan la eficiencia del uso del agua a través de una variedad de formas. Junto con el ajuste del proceso de transpiración, el reloj alterado influye en el crecimiento de las hojas grandes, lo que afecta la cantidad de agua que usa la planta. Estos cambios junto con otros explican las mejoras en la eficiencia del uso del agua que observaron los investigadores.
Los próximos pasos del estudio serán descubrir los mecanismos celulares que explican cómo los ritmos circadianos regulan la pérdida de agua de las plantas y establecen la importancia de los hallazgos en cultivos clave, utilizando el conocimiento de las plantas modelo utilizadas en este estudio. El trabajo adicional podría implicar investigar el papel de la temperatura en cómo el reloj afecta la eficiencia del uso del agua.
La investigación fue financiada por BBSRC (GEN ISP en JIC y el programa de doctorado SWBio en Bristol), y fue en colaboración con el profesor Alistair Hetherington (Universidad de Bristol).
«El reloj circadiano contribuye a la eficiencia del agua a largo plazo de Arabidopsis» aparece en la revista Plant Physiology .
