Modelo matemático predice respuesta de los cultivos ante el cambio climático

Patatas Meléndez energía
Hispatec otoño 2022
Laiguant Lainco
Bioibérica CT

Un modelo matemático basado en los procesos regulados por la temperatura en plantas que puede predecir la respuesta de los cultivos ante el calentamiento climático global

Este descubrimiento podría ayudar a evitar los efectos adversos del cambio climático sobre los cultivos estivales. / Archivo.

Efeagro. 

Un grupo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha creado un modelo matemático basado en los procesos regulados por la temperatura en plantas que puede predecir la respuesta de los cultivos ante el calentamiento climático global.

Este descubrimiento podría ayudar a evitar los efectos adversos del cambio climático sobre los cultivos estivales, según ha informado este lunes el CSIC en un comunicado.

En la investigación, publicada en la revista Science Advances, se ha identificado el papel fundamental de la proteína COP1 como promotora del crecimiento de las plantas de Arabidopsis en días largos y temperaturas ambientales elevadas y su interacción con otros factores celulares.

Los datos obtenidos en el estudio han servido para el desarrollo de un modelo matemático que relaciona los niveles activos de factores celulares regulados por la luz y la temperatura con el crecimiento del tallo embrionario (el hipocótilo).

El CSIC ha explicado que las plantas adaptan su desarrollo y morfología a las condiciones ambientales que las rodean, fundamentalmente la duración del día y la temperatura ambiente, factores que afectan de manera directa al rendimiento de los cultivos.

Las plantas adaptan su desarrollo y morfología a las condiciones ambientales que las rodean

Al detectar un aumento de la temperatura, la primera respuesta de la planta es la elongación del hipocótilo, para facilitar el enfriamiento de las hojas y minimizar el daño producido por el calor.

“Utilizando varias líneas mutantes de Arabidopsis en diversas condiciones de luz y temperatura, pudimos ajustar los parámetros de las ecuaciones con los datos experimentales de longitud del hipocótilo y una de las predicciones más interesantes del modelo es la que destaca que la máxima actividad de COP1 tiene lugar durante el día y a temperaturas elevadas”, ha explica el investigador del Centro Nacional de Biotecnología perteneciente al CSIC (CNB-CSIC), Saúl Ares. En verano, cuando los días son largos y más cálidos, las plantas reciben información contradictoria y tienen que decidir a qué señal hacer caso.

En verano, cuando los días son largos y más cálidos, las plantas reciben información contradictoria y tienen que decidir a qué señal hacer caso

“Hasta el momento, COP1 había sido descrito como un factor fundamental para regular el crecimiento en oscuridad, por lo que esta predicción resultaba insólita”, ha señalado la primera autora del trabajo y en la actualidad investigadora del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA-CSIC), Cristina Nieto.

“Decidimos simular el crecimiento del hipocótilo para un rango de valores de actividad de COP1 y comprobamos experimentalmente las predicciones obtenidas con mutantes donde COP1 no funcionaba bien o con plantas que acumulaban un exceso de la proteína. Gracias a este estudio, ahora sabemos que la proteína COP1 es clave para regular la respuesta a temperatura en días largos, es decir, en verano”, ha abundado Nieto.

Esta investigación es fruto de la colaboración entre los grupos dirigidos por Salomé Prat y Saúl Ares en el CNB-CSIC y Pablo Catalán del Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos (GISC) de la Universidad Carlos III de Madrid.