Imagine el siguiente escenario, una lluvia torrencial inunda las plantas de un campo durante varios días, pero su propietario pudo salvar o proteger la producción gracias a que le aplicó un producto químico derivado de un aminoácido llamado GABA. Esto que suena como ficción, podría ser posible gracias al estudio que desarrolla en el Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF), el Doctor en Ciencias mención Ingeniería Genética Vegetal, Ariel Salvatierra. El científico se encuentra desarrollando la investigación: “Análisis del metabolismo de GABA en portainjertos sometidos a estrés por hipoxia”; en otras palabras, saber cómo los niveles de esta molécula influyen en la respuesta de la planta, cuál es su rol en la supervivencia y determinar si le da mayor tolerancia o no ante situaciones adversas (estrés vegetal abiótico).
El Ácido Gama Amino Butírico (GABA) es un aminoácido que se encuentra presente en bacterias, hongos, plantas y animales. Se descubrió en la papa en 1949, pero desde que se detectó en tejido cerebral de las ratas en 1950, atrajo la atención de los científicos.
Así, descubrieron que GABA es un neurotransmisor que participa en el correcto funcionamiento del cerebro. Bajos niveles de esta molécula derivan en trastornos de ansiedad y déficit atencional en humanos.
Si bien en las plantas este aminoácido no conserva su rol como neurotransmisor; el interés en estudiarlo surgió tras un trabajo desarrollado en el CEAF que reveló que algunos genes involucrados en la síntesis de GABA se encontraban más expresados (presentes) en plantas inundadas, que en aquéllas mantenidas en condiciones normales de crecimiento.
Según explicó Salvatierra, en la institución desean averiguar cuáles son los mecanismos que usan las plantas, particularmente aquéllas del género Prunus (tales como cerezo, almendro, durazno, ciruelo), para soportar condiciones ambientales adversas como, por ejemplo, anegamientos.
“La sobrevivencia a inundación en plantas de Prunus fue evaluada usando dos enfoques, uno fisiológico y otro genómico. La Genómica nos permite ver los procesos vegetales en una escala muy pequeña (genes) y la Fisiología nos muestra las respuestas de las plantas a un nivel más amplio en el contexto de la relación de la planta con su entorno”, comentó.
Se trata de una estructura cristalina, similar a la del hielo, rodeada de moléculas de agua que trabajan como celdas capaces de almacenar un alto porcentaje de gas: al llevarlo a la superficie, 1 m3 de hidrato de metano contiene 164 m3 de gas metano y 0,8 m3 de agua. Por lo tanto, al aumentar la temperatura o cambiar bruscamente la presión a que está sometido en el mar, se origina una descompresión extremadamente violenta.
De esta forma, para el hidrato de metano no se puede utilizar la tecnología de extracción del petróleo que recurre a cañerías de alta presión desde los yacimientos a la superficie.
“Se hizo un ensayo de secuenciación de RNA (ácido ribonucleico), que son moléculas que corresponden a genes que se expresan en una determinada condición, en este caso en las plantas inundadas. A partir de la información obtenida en ese estudio, pude detectar una vía metabólica que estaba alterada, y la cual se trataba de la vía de síntesis del aminoácido GABA”, explicó el investigador.
Así, la primera etapa consistió en la caracterización fisiológica y molecular de las plantas: “Debíamos determinar cómo los Prunus (carozos) soportan el anegamiento, para lo cual se buscaron mecanismos que dieran cuenta de la tolerancia a la inundación en ciertas especies y así, eventualmente y a través de un proceso de Mejoramiento Genético, traspasar dichas características favorables a otras especies menos tolerantes. En el caso de mi proyecto, el propósito de la primera etapa fue caracterizar la vía de síntesis de GABA, para lo cual comparamos dos plantas; una que era tolerante al estrés por anegamiento y otra que no lo era, la cual finalmente no sobrevivía a la inundación”.
Gracias a ese estudio, el profesor pudo detectar que aquéllas que eran resistentes al estrés por inundación, era gracias a la presencia del aminoácido GABA, codificado en sus genes.
La segunda etapa de la investigación debía determinar el efecto de este aminoácido al ser aplicado a las raíces de plantas de Prunus previo al anegamiento. Según explicó, tuvo resultados muy interesantes, ya que en las plantas sensibles a la inundación tratadas con GABA, se pudo detectar un mejor estado fisiológico que lo detectado en aquellas que no recibieron tratamiento.
“Eso sí, la protección ofrecida fue transitoria, es decir, el ‘efecto salvavidas’ fue efectivo por un período corto de inundación, al quinto día las plantas inundadas se vieron dañadas sin importar si hubiesen recibido una dosis de GABA o no”, comentó.
La implicancia, aplicada a la agricultura, explicó el investigador, es “tener un producto tangible, no sólo explicar algo a nivel celular, sino que evaluar las repuestas de las plantas como un organismo complejo”.
En la región, el anegamiento no sólo es por la cantidad de lluvia, sino también por el tipo de suelo, debido a que existen suelos arcillosos que retienen mucha agua del mismo riego y eso hace que la planta genere un ambiente de inundación en las raíces, lo que deriva en baja cantidad de oxígeno (hipoxia).
“Gracias a los adelantos en meteorología, hoy es posible adelantarse en casos de mal tiempo con cierta certeza. La idea es generar información para el desarrollo de un producto, molécula o algún sustituto químico similar al aminoácido, cuya aplicación previa a la inundación le otorgue una protección adicional a las plantas expuestas a condiciones desfavorables para su desarrollo y producción agrícola”, aseveró.