Un grupo de investigadores de la Facultad de Bioquímica y Farmacia de la Universidad Nacional de Rosario (UNR) estudia cómo funcionan y cómo se ha desarrollado en las plantas mecanismos de tolerancia al estrés ambiental, y al mismo tiempo generan plantas que puedan sobrevivir a esta situación. "Nuestro interés es producir plantas que sean resistentes a condiciones ambientales adversas y puedan ser cultivadas en regiones que hoy por hoy no son aptas para la agricultura o tienen rendimientos muy bajos", sostuvo Néstor Carrillo, docente de la facultad y director del proyecto.

Este trabajo de investigación se viene desarrollando en el laboratorio desde hace unos diez años. Si bien el estrés en las plantas es un problema social también lo es desde el punto de vista agronómico ya que, según señaló el investigador, "las cosechas tienen su mayor enemigo en la situación ambiental. Los cálculos para los 10 cultivos principales a escala planetaria indican que hasta el 80 por ciento del rendimiento máximo que la cosecha podría tener se pierde por un conjunto de situaciones ambientales".

La investigación desarrollada por los investigadores de la facultad de Bioquímica y Farmacia tiene por objetivo generar vegetales resistentes a situaciones ambientales adversas que atentan contra su desarrollo. Los investigadores hallaron la clave en la introducción de genes que se incorporan a su "ADN" y lograron generar resistentes al estrés.

Carrillo, junto al equipo que dirige, se interesaron por conocer las respuestas que las plantas tienen desde el punto de vista bioquímico. "Las plantas reconocen la situación en la que se encuentran, pueden detectar diferentes situaciones como ser la presencia de otras plantas, luchar por luz, distinguir la época en la del año que están, todo ello por reacciones químicas", precisó.

Pero a veces sucede que la planta no logra sobreponerse a un determinado estímulo ambiental y surge el estrés. Carrillo explicó este concepto al que definió como dinámico: "Hay estrés cada vez que la capacidad de respuesta de la planta es superada por la condición ambiental adversa. Por ejemplo, ante la sequía, la planta desarrolla mecanismos para optimizar la captación de agua, cuando éstos son superados empieza a sufrir estrés".

Según el investigador, la respuesta que la planta tiene es muy compleja, "comienza con la percepción, cómo la planta censa que las cosas no están bien, que no hay suficiente agua, que la temperatura está baja, y esto desencadena una serie de decisiones bioquímicas hasta la respuesta final, que puede ser por ejemplo mejorar las bombas de captación de agua en caso de sequía".

Las estrategias que se han seguido hasta el momento se basan en fortalecer las respuestas internas de las plantas. Dada la complejidad del sistema, esta es una aproximación que requiere muchos recursos humanos y materiales. Los investigadores rosarinos optaron por una alternativa diferente, no explorada hasta entonces. Retrocedieron en la evolución para estudiar la respuesta a condiciones ambientales adversas en los organismos a partir de los cuales las plantas se originaron hace cientos de millones de años, e identificar los mecanismos de tolerancia presentes en los antepasados de las plantas actuales.

"Las plantas derivan de las algas, microorganismos fotosintéticos que en general son acuáticos, pero que se enfrentan a muchos de estos mismos desafíos ambientales. Lo que hicimos fue empezar por estudiar cómo era la respuesta a condiciones ambientales adversas en estos microorganismos, y lo que descubrimos es que tienen respuestas más simples que sus descendientes", indico Carrillo.

"Ante una situación de estrés, aquellos componentes de la célula que se destruyen son reemplazados por uno que sea resistente. Es decir que tienen un mecanismo de sustitución gen por gen. Esto ha desaparecido en las plantas y nosotros lo que hicimos fue introducirlos nuevamente y vimos que siguen siendo funcionales", agregó el investigador.

El trabajo requirió recursos de ingeniería genética ya que lo que se hizo, continuó Carrillo, fue "transformar plantas; es decir, introducir el gen de cualquier microorganismo, de animal, de bacterias, e introducirlos en el genoma, conjunto de genes de un organismo dado, de manera tal que pase a ser como un gen de la planta".

Para realizar este estudio se utilizaron plantas modelo como tomate, tabaco y papa, ya que no presentan dificultad para trabajar desde el punto de vista técnico, como sí lo presentan los cereales que son difíciles de transformar y requieren tecnología más compleja. "El procedimiento consiste en introducir el gen de interés en una bacteria que interactúa normalmente con la planta. Luego se toma una pedacito de hoja, tallo, raíz, u otra parte de la planta, se incuba con la bacteria, que hace todo el trabajo de introducir el gen de interés en la célula vegetal, junto con un gen que confiere resistencia a un antibiótico, y que actúa para la selección", explicó el investigador.

Carrillo detalló que "las células que sobreviven al antibiótico son las que han sido transformadas. Y se empiezan a dividir a partir de esto, cuando se dividen transmiten a su progenie tanto el gen como la resistencia al antibiótico. Al final uno termina con una cantidad de células, lo que se llama un callo, un tumor, de células, todas las cuales llevan lo que se denomina el transgen, es el gen que viene de otro organismo".

"En ese punto, cuando el callo ha crecido lo suficiente, se le agregan hormonas que hacen que a partir de esas pocas células originales transformadas se empiecen a producir los órganos; es decir, en la planta las hojas, las raíces, las flores y a partir de eso se obtiene una planta completa, que se denomina clonal; todas sus células parten de una única célula original que es la célula transformada. El vegetal resultante es una planta transformada o transgénica. Todas sus células van a llevar una copia de ese gen que se ha introducido. Esta investigación interesa desde el área de la bioquímica y además es un problema fundamental a tener en cuenta desde una óptica agronómica", señaló Carrillo.

*Integrante de la Dirección de Comunicación de la Ciencia de la Universidad Nacional de Rosario.