es.wedoany.com Noticia: En la noche del 23 de julio, hora de Pekín, el equipo del profesor Xiong Lizhong, de la Universidad Agrícola de Huazhong, publicó en línea un nuevo resultado de investigación en la revista Cell. El estudio identificó un gen huérfano específico del arroz, denominado "ROAD1", que confiere tolerancia a la sequía, y descubrió que el arroz portador de su alelo funcional ROAD1C mostró un rendimiento significativamente mayor en condiciones de sequía en campo en comparación con el control.

Al mismo tiempo, ROAD1 también mostró potencial de aplicación transespecífica para la resistencia a la sequía en varias plantas de prueba, como Arabidopsis thaliana, colza, maíz, trigo y álamo.

Xiong Lizhong explicó que las plantas poseen un sistema clásico de señalización de resistencia a la sequía, cuyos componentes centrales están altamente conservados en diferentes especies y participan ampliamente en procesos clave como el crecimiento, el desarrollo y la respuesta ambiental de las plantas.

Sin embargo, la intervención directa en estos componentes centrales a menudo provoca efectos secundarios como la inhibición del crecimiento vegetal y la reducción del rendimiento. Por lo tanto, cómo mejorar con precisión la capacidad de resistencia a la sequía sin afectar el crecimiento normal de las plantas se ha convertido en un importante problema científico que requiere solución urgente.

El equipo de Xiong Lizhong, utilizando 240 recursos de germoplasma de arroz, identificó con éxito un "gen huérfano" específico del género Oryza: ROAD1. Este tipo de gen existe solo en especies particulares y carece de genes homólogos lejanos detectables.

El estudio encontró que el arroz portador del alelo funcional ROAD1C presentó un menor grado de enrollamiento foliar bajo estrés por sequía y una menor pérdida de rendimiento. El análisis evolutivo indicó que ROAD1 se remonta a una secuencia ancestral en el arroz silvestre del sur (Oryza rufipogon). Durante la evolución posterior, se formó gradualmente el alelo funcional ROAD1C. El análisis genético poblacional mostró además que ROAD1C fue seleccionado durante la domesticación del arroz japónica y presenta una frecuencia más alta en materiales de arroz japónica originarios de regiones con precipitaciones relativamente bajas.

La investigación también reveló que, en la vía de señalización de resistencia a la sequía del arroz, la proteína OsPP2C68 actúa como un "freno", inhibiendo la respuesta a la sequía cuando la planta crece en condiciones de suministro de agua suficiente. Cuando llega la sequía, la proteína ROAD1 se acumula en grandes cantidades y se une a OsPP2C68, liberando el "freno" de OsPP2C68 y mejorando así la respuesta de resistencia a la sequía de la planta.

Xiong Lizhong afirmó que la proteína ROAD1 actúa como un "factor potenciador dependiente del estrés": cuando el agua es suficiente, su nivel proteico es extremadamente bajo y no afecta el crecimiento normal; solo se acumula en grandes cantidades y funciona bajo estrés por sequía. Este mecanismo de "activación bajo demanda" equilibra perfectamente la resistencia a la sequía y la estabilidad del rendimiento del arroz.

Para verificar el valor de aplicación práctica de ROAD1, el equipo de investigación introdujo el alelo funcional ROAD1C en variedades de arroz de élite para realizar pruebas de campo. Los resultados mostraron que, en condiciones de sequía, el rendimiento del arroz de las líneas casi isogénicas portadoras de ROAD1C fue aproximadamente un 21% a un 35% mayor que el del control. En condiciones normales de riego, no se observaron cambios adversos significativos en el crecimiento ni en el rendimiento. El académico de la Academia China de Ciencias e investigador del Instituto de Botánica de la Academia China de Ciencias, Zhong Kang, consideró que este estudio ha establecido una cadena de evidencia completa que abarca desde el origen evolutivo y el mecanismo molecular hasta la evaluación en campo y la verificación transespecífica, profundizando la comprensión de la participación de los genes huérfanos en la adaptación ambiental de las plantas y proporcionando nuevas ideas para la exploración de recursos genéticos de resistencia a la sequía y el cultivo de cultivos resistentes a la sequía y de rendimiento estable.