El investigador y director del estudio Federico Valverde, que trabaja en el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis (centro mixto del CSIC y de la Universidad de Sevilla), contextualiza la investigación: “Una floración correcta es fundamental para la supervivencia de la planta y, por lo tanto, influye directamente en la productividad de las cosechas. Desde hace siglos, los agricultores han manipulado esta característica con el fin de adaptar cultivos básicos para la humanidad, como el arroz, a diferentes ambientes”.

Siguiendo esta línea, Valverde y su equipo han logrado promover la floración de la planta Arabidopsis thaliana , un modelo vegetal ampliamente utilizado en investigación, a través de la acción de un gen de la microalga Chlamydomonas , también muy presente en los laboratorios porque su genoma, recientemente secuenciado, es pequeño y fácil de manipular.

“Es la primera vez que se emplea un gen de algas para acelerar la floración en plantas, lo que ofrece enormes oportunidades desde el punto de vista de la investigación aplicada”, explica el biólogo del CSIC. El descubrimiento abre la posibilidad de alterar la floración en plantas para mejorar el rendimiento de los cultivos a través de la elección del momento óptimo para que éstos florezcan y produzcan semillas, según las condiciones de luz y temperatura del lugar donde se cultive.

El grupo, de hecho, está patentando la aplicación en cultivos de interés para la industria agroalimentaria como el tomate y trabaja, en colaboración con empresas de biotecnología, en su desarrollo para la mejora de cultivos relevantes para la producción agrícola española, como la fresa o el pimiento.

Mecanismos con 500 millones de años de antigüedad

El trabajo también aporta claves sobre el desarrollo y evolución de las plantas. Valverde lo detalla: “El hallazgo es una evidencia de cómo las algas, antecesoras directas de las plantas, desarrollaron hace al menos 500 millones de años sistemas claves para la regulación de su crecimiento, basados en las horas de luz del día (fotoperiodo) y en el reloj circadiano o biológico”.

Estos mismos procesos se conservan en la actualidad no sólo en algas, sino también en plantas. Por eso, los investigadores han logrado que un gen de un organismo tan simple desde el punto de vista evolutivo como una microalga logre acelerar la floración de una planta, mucho más compleja.

“El gen empleado, CrCO, se parece en la secuencia de aminoácidos que codifica a la proteína CONSTANS, relacionada con la transición floral en plantas. La similitud de ambos genes atestigua la conservación en la naturaleza de los mismos sistemas de floración, basados en la luz y en la temperatura, y deja clara su importancia en la evolución de los organismos superiores desde organismos menos complejos, como las microalgas”, amplía el investigador del CSIC.

Valverde y su equipo han realizado este trabajo en colaboración con el Instituto Max Plank de Desarrollo Vegetal, en Colonia (Alemania).