Un estudio de la arquitectura y el hábito de crecimiento de las plantas ha dado respuesta a la pregunta de por qué unas plantas crecen poco y otras alcanzan metros, incluso estando emparentadas.

La investigación puede ayudar al desarrollo de cultivos de mayor rendimiento, según publican en 'Proceedings of the National Academy of Sciences.

El modo de crecimiento de las plantas debe satisfacer a veces necesidades contradictorias. Al crecer cerca del suelo, disminuyen las posibilidades de ser pastoreadas, pero esto presenta la necesidad de elevarse rápidamente para permitir la dispersión de las semillas. Esto puede observarse en los dientes de león y en la Arabidopsis, una especie modelo utilizada habitualmente para estudiar el desarrollo de las plantas.

La agricultura ha aprovechado la diversificación del hábito de crecimiento, de modo que en las brásicas, por ejemplo, observamos un rico y variado surtido de formas, desde el crecimiento en roseta comprimida de las coles hasta los altos contornos espigados de cultivos como la colza.

Este estudio realizado por investigadores del Centro John Innes revela los genes que controlan los cambios en el hábito de crecimiento. Mediante el análisis genético, la microscopía y una técnica llamada secuenciación ChIP, los investigadores descubrieron que el crecimiento compacto viene impuesto por dos tipos diferentes de genes, llamados ATH1 y DELLA), que trabajan en paralelo.

Para convertir el crecimiento compacto en alargado, ambos tipos de genes deben estar desactivados. Cuando están activos, cualquiera de ellos puede detener la actividad de genes bien conocidos que normalmente promueven el crecimiento alargado, por ejemplo, en respuesta a las condiciones de luz.

El profesor Robert Sablowski, jefe de grupo y autor correspondiente del estudio, recuerda en un comunicado que "es bien sabido que la forma en que crecen las plantas depende en gran medida del entorno. Al mismo tiempo, cada especie de planta mantiene su forma reconocible. Sabemos poco sobre cómo se integran las respuestas al medio ambiente con los mecanismos genéticos que dan a las plantas su forma básica y característica, o morfología. Gracias a este estudio, ahora entendemos cómo las respuestas al medio ambiente pueden modificarse en partes específicas de la planta para producir su forma característica".

"Fue emocionante ver que un número relativamente pequeño de cambios genéticos puede convertir el hábito de crecimiento de la planta de uno como el de la col a uno como el de la colza --añade--. Queda por ver si cambios comparables explican las diferencias en el hábito de crecimiento que vemos en la naturaleza".

En el arroz se ha encontrado un mecanismo similar de dos genes que se comportan de forma parecida y afectan a la elongación, lo que sugiere que podría ser un mecanismo común para controlar la arquitectura de las plantas.

Los genes que controlan la altura de las plantas son importantes en la agricultura, ya que los rasgos de enanismo fueron la base de la fase altamente productiva de mediados del siglo XX conocida como la revolución verde. Los genes DELLA se han utilizado ampliamente en el cultivo para mejorar el rendimiento y facilitar la cosecha.

Un mejor conocimiento de los genes que regulan la altura de la planta puede conducir a formas más precisas de mejorar la forma de las plantas de cultivo.

A continuación, los investigadores planean comprender mejor cómo se regula el propio ATH1. "Si podemos alterar el lugar o el momento en que ATH1 está activo, esto podría conducir a formas útiles de modificar la altura y la forma de las plantas", dice el primer autor, el doctor Mahwish Ejaz.

"Hemos demostrado que los genes ATH1 y DELLA impiden el crecimiento del tallo en parte al detener la actividad de los genes que hacen que los tallos se alarguen en respuesta a la luz --añade--. Pero esta no es toda la historia: hay muchos otros genes y procesos que ATH1 y DELLA regulan para cambiar el hábito de crecimiento, la mayoría de los cuales siguen sin estudiarse".