Cómo crecen las plántulas en la oscuridad

Cuándo las plántulas germinan bajo tierra en condiciones de oscuridad, estas no pueden emplear la fotosíntesis para producir los azúcares necesarios para impulsar su crecimiento. En su lugar, estas emplean lípidos de reserva de la semilla y los degradan en azúcares.

Una vez que las plántulas avanzan a través del suelo y emergen a la superficie, estas sufren toda una serie de cambios fisiológicos para iniciar la fotosíntesis. Sin embargo, mientras aún están en condiciones de oscuridad, estos cambios son reprimidos mediante unas proteínas conocidas como factores de transcripción bHLH que interaccionan con los fitocromos (PIF).

El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea PIF OIL (Regulation of seed storage oil mobilization (SOM) by the phytochrome-interacting bHLH transcription factors PIFs) era determinar cómo regulan las proteínas PIF la movilización de lípidos de reserva en respuesta a la luz.

Los investigadores de PIF OIL emplearon una planta modelo deficiente para cuatro proteínas PIF (denominada pifq) para analizar cómo estas controlan la transición desde un crecimiento inducido por lípidos hacia un crecimiento estimulado por la fotosíntesis. Estos descubrieron que las respuestas fisiológicas y el crecimiento de las plántulas pifq en condiciones de oscuridad se parecían a las respuestas de plántulas normales que crecen en condiciones de luminosidad. Estos cambios incluían una reducción de la movilización de lípidos en la oscuridad, situación observada generalmente solo una vez que las plántulas están expuestas a la luz.

Estos resultados indican que en ausencia de las proteínas PIF, las plántulas que crecen en la oscuridad son engañadas para creer que están creciendo en condiciones de luminosidad. Por tanto, las proteínas PIF son responsables de comunicar a las plántulas que se encuentran en condiciones de oscuridad y que deben movilizar lípidos para el crecimiento.

Las proteínas PIF llevan a cabo esta acción mediante la represión de los factores necesarios para la fotosíntesis. Tras la exposición a la luz, estas proteínas se degradan, revirtiendo su represión y permitiendo el crecimiento inducido por la luz.

Comprender cómo los lípidos de reserva de la semilla favorecen el crecimiento de las plántulas durante los primeros días tras la germinación es importante para producir plantas de cultivo sanas. Esta información también podría ser empleada por empresas biotecnológicas con el objetivo de producir aceites derivados de plantas para su uso en alimentos y piensos.