Investigador principal: José Luis Micol.
Investigadores: María Rosa Ponce y José Manuel Pérez Pérez.
Instituto de Bioingeniería. Universidad Miguel Hernández.

Claves moleculares del crecimiento de las plantas: un abordaje multidisciplinar

El futuro de la humanidad está condicionado por la disponibilidad de alimentos, que a su vez depende del rendimiento de la agricultura. Nuestro planeta estará poblado en el año 2050 por unos 9.700 millones de personas, cuya calidad de vida dependerá de la existencia de una agricultura productiva y sostenible, que no conlleve la deforestación ni la degradación irreversible de los suelos. A este reto solo podrá enfrentarse una agricultura de precisión, basada en el aprovechamiento exhaustivo pero controlado y sostenible de los recursos naturales y en la obtención de nuevas variedades vegetales, más productivas que las actuales y más capaces de adaptarse al cambio climático. Solo una pequeña parte de estas plantas cultivadas de nuevo cuño podrá generarse por procedimientos convencionales de mejora genética; la mayoría se obtendrán tras la identificación y manipulación directa de genes cuya implicación en el crecimiento y la adaptación de las plantas a su entorno haya sido previamente demostrada. Esto último se verá facilitado por las tecnologías de secuenciación masiva, que permiten el conocimiento de las secuencias completas de los genomas de las especies cultivadas y silvestres, y de edición genómica, que hacen posible la modificación dirigida de genes concretos sin dejar ninguna otra huella en ningún otro punto del genoma.

En este proyecto se proponen tres abordajes experimentales convergentes al estudio del crecimiento vegetal. Se analizarán las bases moleculares de (a) la generación de raíces adventicias, un mecanismo esencial en la propagación vegetativa de no pocas plantas cultivadas, (b) el incremento en el tamaño de las hojas, de cuya capacidad fotosintética depende en buena medida la biomasa de las plantas en general —y la de los frutos y semillas en particular— de casi todas las especies cultivadas, y (c) la contribución que al crecimiento y al tamaño hace el ribosoma, una de las máquinas moleculares más antiguas de los seres vivos, que en todos los reinos, incluido el vegetal, juega un papel central en el control de la división y la expansión celular. Se identificarán y/o estudiarán en este proyecto genes de la planta modelo Arabidopsis thaliana cuya actividad module el crecimiento y la biomasa, desde dos perspectivas distintas. La primera de estas perspectivas será la de la organogénesis: se caracterizarán genes responsables del enraizamiento de hojas manipuladas quirúrgicamente, así como del incremento de la superficie de este órgano fotosintético, que juega un papel central en la fijación de la energía solar. Bajo la segunda perspectiva, inversa a las dos anteriores, se estudiarán genes que codifican factores de la biogénesis del ribosoma y su contribución a la eficacia de la maquinaria de la traducción, de la que a su vez depende el crecimiento.