Las noches calurosas confunden los relojes circadianos en el arroz


Las noches calurosas confunden los relojes circadianos en el arroz


Esto perjudicaría  los rendimientos del cultivo

AGRO.- (Matt Shipman).- El aumento de las temperaturas nocturnas está frenando los rendimientos de los cultivos de arroz, y una nueva investigación nos acerca a comprender por qué. 

El estudio encontró que las noches más cálidas alteran el programa biológico de la planta de arroz, con cientos de genes que se expresan antes de lo habitual, mientras que cientos de otros genes se expresan más tarde de lo habitual.

«Esencialmente, encontramos que las noches más cálidas alteran el reloj interno de la planta de arroz», dice Colleen Doherty, profesora asociada de bioquímica en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autora correspondiente de un artículo sobre el trabajo.

«La mayoría de la gente piensa que las plantas no son dinámicas, pero lo son. Las plantas están regulando constantemente sus procesos biológicos: preparándose para la fotosíntesis justo antes del amanecer, terminando eso al final de la tarde, determinando con precisión cómo y dónde quemar sus recursos energéticos. Plantas están ocupados, es difícil observar toda esa actividad desde el exterior «.

Y lo que los investigadores han aprendido es que el reloj responsable de regular toda esa actividad se estropea cuando las noches se vuelven más calurosas en relación con los días.

«Ya sabíamos que el cambio climático está provocando un aumento de las temperaturas a nivel mundial, y que las temperaturas nocturnas están aumentando más rápido que las temperaturas diurnas», dice Doherty. «También sabíamos que las noches más cálidas dañaban la producción de arroz . Pero hasta ahora, teníamos muy poca información sobre por qué las noches más cálidas son malas para el arroz. 

«Todavía no conocemos todos los detalles, pero estamos reduciendo dónde buscar». 

La investigación que aborde las pérdidas de rendimiento del arroz es importante porque el arroz es un cultivo esencial para alimentar a cientos de millones de personas cada año y porque un clima cambiante plantea desafíos para la seguridad alimentaria mundial.

Para comprender mejor cómo las noches cálidas afectan el arroz, Doherty trabajó con un equipo internacional de investigadores, incluido Krishna Jagadish de la Universidad Estatal de Kansas y Lovely Lawas del Instituto Internacional de Investigación del Arroz, para estudiar el problema en el campo. Los investigadores establecieron dos sitios de estudio en Filipinas. Las temperaturas se manipularon en diferentes áreas de cada sitio de estudio utilizando calentadores de cerámica o carpas térmicas.

Un equipo de investigación dirigido por Jagadish utilizó los calentadores de cerámica para mantener las parcelas experimentales a 2 grados centígrados por encima de la temperatura ambiente y tomó muestras de las plantas de arroz cada tres horas durante 24 horas. Las parcelas de control no se calentaron, sino que también se tomaron muestras cada tres horas durante el mismo período de 24 horas. Estas pruebas se repitieron cuatro veces. Las carpas térmicas se utilizaron posteriormente para validar los resultados de las pruebas del calentador de cerámica.

Mientras tanto, un equipo dirigido por Doherty descubrió que más de mil genes se expresaban en el momento «incorrecto» cuando las temperaturas nocturnas eran más altas. Específicamente, las noches más calurosas dieron como resultado que cientos de genes, incluidos muchos asociados con la fotosíntesis, se activaran más tarde en el día. Mientras tanto, cientos de otros genes se activaron mucho más temprano en la noche de lo normal, interrumpiendo el tiempo necesario para un rendimiento óptimo.

«No está claro qué hacen todos estos genes, pero está claro que estos cambios de horario conflictivos no son buenos para la planta», dice Doherty.

Los investigadores encontraron que muchos de los genes afectados están regulados por otros 24 genes , llamados factores de transcripción. De esos 24, cuatro de los factores de transcripción se consideraron más prometedores para estudios futuros.

«Necesitamos hacer un trabajo adicional para averiguar exactamente qué está sucediendo aquí, de modo que podamos comenzar a cultivar arroz que sea resistente a las noches más cálidas», dice Doherty. «El arroz es un cultivo alimenticio importante. Y otros cultivos básicos también se ven afectados por las noches más calurosas, incluido el trigo. Esta no es solo una cuestión científica interesante, es un problema de seguridad alimentaria mundial».