Investigación de las respuestas específicas al estrés en plantas
Cientos de estudios que investigan el efecto de los estreses individuales y combinados nos han permitido unir la compleja red de interacciones moleculares que controlan las respuestas al estrés de las plantas. Las plantas activan respuestas de estrés tanto específicas como no específicas como una reacción a condiciones ambientales adversas, lo que les permite maximizar la eficiencia para responder al conjunto exacto de condiciones encontradas, al tiempo que conservan los recursos para el crecimiento.
La especificidad de la señal se logra a través de la interacción precisa entre componentes de cada ruta, en particular las hormonas ROS, especies reactivas del oxígeno; ABA, ácido abscísico; JA, ácido jasmónico; SA, ácido salicílico; PR, patogénesis relacionada; SAR, resistencia sistémica adquirida; HSF, factor de choque térmico y ARN pequeño. Con tantos factores interactivos, el efecto de múltiples tensiones en una respuesta de resistencia individual puede ser impredecible. Tradicionalmente, los factores de estrés de las plantas individuales se han estudiado como estímulos aislados que desencadenan vías de señalización lineal. Está claro que este modelo ya no es suficiente, y las vías de estrés biótico y abiótico están indisolublemente vinculadas en una amplia red de interacciones moleculares.
Uno de los objetivos finales de la investigación sobre el estrés de las plantas es proporcionar objetivos para mejorar la tolerancia al estrés en las plantas de cultivo. Con la predicción de cambios en las condiciones climáticas, es probable que ocurran nuevas combinaciones de estrés en los sistemas agrícolas en muchas partes del mundo, lo que presenta nuevos desafíos en la creación de múltiples cultivos tolerantes al estrés. El desarrollo de tales plantas dependerá de la comprensión de las redes de regulación del estrés y los efectos potenciales de diferentes combinaciones de condiciones adversas. Los estudios de múltiples respuestas al estrés en Arabidopsis y otras especies han revelado varias rutas posibles para la exploración.
En los últimos años, se ha puesto de manifiesto la necesidad de un cambio en el enfoque en la investigación del estrés abiótico de las plantas. Como las plantas tienen recursos finitos que deben ser equilibrados entre el crecimiento y la defensa contra el estrés, a menudo, tanto la tolerancia al estrés natural como la inducida vienen con una penalización de crecimiento o rendimiento, lo que lo hace agrícolamente desventajoso. Por lo tanto, en lugar de desarrollar cultivos que puedan sobrevivir a situaciones extremas de estrés, puede ser más beneficioso centrarse en producir cultivos que sean tolerantes al estrés pero que mantengan una alta fotosíntesis y tasas de crecimiento, y rendimiento. El genotipo C24 de Arabidopsis exhibe tales rasgos. También tiene una mayor eficiencia en el uso del agua, lo que significa que requiere menos agua que otras accesiones para proporcionar el mismo rendimiento de semilla, y es tolerante a la sequía. Este hallazgo sugiere que puede ser posible crear plantas con tolerancia al estrés de amplio espectro sin afectar el rendimiento, y se están llevando a cabo estudios para determinar la base genética de este rasgo beneficioso.
El desafío para los científicos de plantas en el siglo XXI será desarrollar rasgos estables de tolerancia al estrés múltiple en plantas de cultivo de importancia agronómica, mejorando así los rendimientos particularmente en áreas con condiciones ambientales adversas, contribuyendo a la seguridad alimentaria mundial.
