La temperatura es un factor crucial que influye en casi todas las facetas del desarrollo y crecimiento de las plantas. Los aumentos en la temperatura global ya han tenido impactos dramáticos en la fenología, distribución y diversidad de las plantas, y se espera que reduzcan significativamente la productividad de los cultivos.

Por lo tanto, contar con una comprensión molecular de cómo las plantas perciben y responden a la temperatura, resulta fundamental tanto para predecir el impacto ecológico de los aumentos globales de temperatura, como para desarrollar tecnologías orientadas a mitigar estos efectos adversos.

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Diferentes condiciones de temperatura

La comunidad científica está muy interesada ​​en descubrir cómo las plantas experimentan la temperatura durante el día, pero hasta hace poco este mecanismo ha sido difícil de alcanzar. 

El estudio muestra que el fitocromo B es un sensor de temperatura. Sin este fotorreceptor, la respuesta en las plantas se reduce significativamente.

En este sentido, un equipo de investigadores de la Universidad de California en Riverside (UCR) se propuso explorar el papel del fitocromo B, una vía de señalización molecular que puede desempeñar un papel fundamental en la forma en que las plantas responden a la temperatura.

En su estudio, el equipo de investigación describe los desencadenantes genéticos que preparan a las plantas para el crecimiento en diferentes condiciones de temperatura; para tal fin utilizaron la planta arabidopsis como modelo.

Las plantas crecen siguiendo el reloj circadiano, que es controlado por las estaciones. Todos los procesos fisiológicos de una planta se dividen para ocurrir en momentos específicos del día.

De hecho, arabidopsis crece en diferentes momentos del día a medida que cambian las estaciones. En el verano, la planta crece durante el día, pero durante el invierno crece por la noche. Experimentos previos que imitaron las condiciones invernales, mostraron una respuesta dramática en el fitocromo B, pero los experimentos que reproducían las condiciones estivales eran menos robustos.

Este entorno impulsó al equipo de investigación a examinar el papel del fitocromo B en la planta arabidopsis a 21 y 27 grados centígrados bajo luz roja. La longitud de onda monocromática permitió estudiar cómo funciona este sensor en particular, sin interferencia de otras longitudes de onda de la luz.

Bajo estas condiciones, los investigadores evidenciaron una respuesta robusta. El trabajo muestra que el fitocromo B es un sensor de temperatura durante el día en verano. Sin este fotorreceptor, la respuesta en las plantas se reduce significativamente.

Mecanismo genético

Más allá de identificar la función del fitocromo B, el estudio también apunta al papel de HEMERA, un activador de transcripción que activa los genes sensibles a la temperatura que controlan el crecimiento de las plantas.

Los aumentos en la temperatura global ya han tenido impactos dramáticos en la productividad de los cultivos.

En esencia, el equipo identificó el mecanismo genético utilizado por todas las plantas al responder a las condiciones de la luz del día, así como la capacidad de detectar la temperatura.

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Los autores esperan ampliar este estudio agregando más complejidad a los diseños experimentales futuros, como explorar la respuesta de la vía de señalización bajo condiciones de luz blanca o diurnas.

En cuanto a las implicaciones, los investigadores puntualizan que para enfrentar los rápidos cambios de temperatura asociados con el calentamiento global, es posible que se tenga que ayudar a la naturaleza a adaptarse al nuevo entorno. Esto requerirá una comprensión molecular de cómo las plantas perciben y responden a la temperatura, un entendimiento que los resultados de este estudio amplían significativamente.

Referencia: Daytime temperature is sensed by phytochrome B in Arabidopsis through a transcriptional activator HEMERA. Nature Communications, 2019. https://doi.org/10.1038/s41467-018-08059-z

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