Un estudio colaborativo realizado por investigadores del CBGP (UPM-INIA/CSIC) y el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) en Madrid ha identificado una nueva conexión bioquímica entre las rutas biosintéticas de dos fitohormonas aparentemente antagónicas: la auxina y el ácido abscísico (ABA). Este descubrimiento ofrece información significativa sobre las respuestas de las plantas al estrés en condiciones ambientales dinámicas, especialmente en el contexto del cambio climático actual.
El precursor de la auxina, indol-3-acetamida (IAM), se considera convencionalmente como un posible intermediario en la biosíntesis de la principal hormona del crecimiento vegetal, el ácido indol-3-acético (IAA). Este último compuesto desempeña un papel crucial en la regulación del desarrollo vegetal, incluyendo el crecimiento de la arquitectura del sistema radicular. Sin embargo, los investigadores observaron como un exceso de IAM resultó en una reducción del crecimiento radicular, lo que impulsó una investigación sobre cómo un precursor de la hormona del crecimiento podría funcionar como factor inhibidor. El estudio descubrió que el IAM probablemente sirve no solo como componente básico del IAA, sino también como señal de alarma de emergencia en condiciones de estrés osmótico, es decir, de sequía o de frío.
Hasta ahora, la base molecular de esta relación que vincula el crecimiento vegetal con las respuestas al estrés abiótico era incierta. Sin embargo, un estudio reciente, publicado en New Phytologist y dirigido por Stephan Pollmann y Jesús Vicente-Carbajosa del CBGP, dilucida cómo el IAM desencadena la formación y señalización de la hormona del estrés vegetal ABA, lo que permite a la planta adaptarse a los cambios ambientales.
Los hallazgos del estudio indican que IAM es un compuesto similar a una fitohormona que por sí misma integra el crecimiento vegetal con las respuestas al estrés. / CBGP Los hallazgos del estudio indican que IAM es un compuesto similar a una fitohormona que por sí misma integra el crecimiento vegetal con las respuestas al estrés. / CBGP Los hallazgos del estudio indican que IAM es un compuesto similar a una fitohormona que por sí misma integra el crecimiento vegetal con las respuestas al estrés. / CBGP 
© Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas Los hallazgos del estudio indican que IAM es un compuesto similar a una fitohormona que por sí misma integra el crecimiento vegetal con las respuestas al estrés. / CBGP
Un nuevo compuesto de tipo hormona-vegetal
El equipo de investigación utilizó la variación natural en una población de más de 150 accesiones de Arabidopsis thaliana de la Península Ibérica como herramienta molecular para identificar nuevos componentes asociados con el menor crecimiento radicular primario observado en plantas tratadas con la molécula precursora de auxina IAM. Inicialmente, se realizó un Estudio de Asociación Genómica (GWAS) para examinar las respuestas diferenciales de crecimiento radicular entre las diversas accesiones de Arabidopsis e identificar regiones genéticas vinculadas al fenotipo. Esta técnica avanzada permitió al equipo identificar y priorizar posibles genes diana. Experimentos posteriores identificaron de forma concluyente ABA3, una enzima implicada en la biosíntesis de ABA que contribuye al fenotipo observado. Estos estudios demostraron que IAM está implicado en la regulación transcripcional del gen ABA3 y, lo que es más significativo, que IAM, y no el producto final de la vía biosintética (IAA), participa en la inducción de la formación y señalización de ABA.
Los resultados obtenidos muestran cómo el IAM no influye en las respuestas de crecimiento radicular de los mutantes de biosíntesis y señalización de ABA, mientras que activa la respuesta de las líneas reporteras de señalización de ABA en concentraciones tan bajas como 2,5 µM con un breve período de incubación de tan solo dos horas. Estos hallazgos sugieren que es probable que el IAM sea un compuesto similar a una fitohormona que por sí misma integra el crecimiento vegetal con las respuestas al estrés.
Hacia cultivos adaptados al cambio climático
Este descubrimiento no solo mejora nuestra comprensión de las respuestas de las plantas al estrés abiótico, sino que también revela el papel de la interacción entre dos fitohormonas antagónicas en la adaptación de las respuestas de las plantas al estrés osmótico e hídrico. Una comprensión integral de estos procesos es un paso crucial hacia el posible desarrollo de líneas de cultivos de élite mejor adaptadas a los efectos del cambio climático.
Trasladar nuestros hallazgos al desarrollo de dichos cultivos podría, en última instancia, garantizar la productividad de las plantas en condiciones ambientales desfavorables previstas, allanando así el camino para cultivos que contribuyan a una mayor seguridad alimentaria y, con suerte, a una agricultura más sostenible.
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