El objetivo es comprobar de qué manera influyen las condiciones ambientales en las plantas, con el objetivo para lograr semillas de mayor calidad para la agricultura, la alimentación y la conservación de las especies.

La investigación forma parte del programa European Knowledge Based Bio-Economy (KBBE) que aportará en los próximos cuatro años tres millones de euros para su desarrollo. De esta cantidad, 250.000 euros se invertirán en la parte de la investigación que le corresponde al CIALE

¿Qué parte del proyecto corresponde al grupo español?

Oscar Lorenzo.- Los investigadores salmantinos hemos entrado en este proyecto como expertos en señalización hormonal de las semillas, de manera que nuestro trabajo se centrará en conocer cómo a través de las distintas rutas hormonales se regula la formación de la semilla hasta su germinación.

En particular, nuestra línea de investigación va dirigida al estudio de las hormonas vegetales que regulan la germinación. Una de ellas se denomina ácido abscísico (ABA) que, además de regular la expresión de los factores transcripcionales para hacer que la planta sea capaz de defenderse de agresiones externas, es clave en la dormición de las semillas, es decir, que inhibe la germinación. Por el contrario, las giberelinas interrumpen esa fase para dar paso a la germinación.

eXp.- ¿Qué beneficios directos tendrá este proyecto para el ciudadano europeo?

O. L.- El mayor beneficio para el hombre será la obtención de semillas de mayor calidad para la agricultura, la alimentación (humana y animal) y la conservación de especies.

El interés científico y tecnológico del proyecto se fundamenta en que los procesos que regulan el crecimiento y el desarrollo de los seres vivos son, hoy en día, uno de los objetivos más punteros en la investigación de las diversas ramas de la Biología. En el caso de las plantas, los procesos germinativos tienen gran importancia en su ciclo vital, pues de ellos depende el desarrollo de nuevas plantas.

eXp.- Entonces es posible lograr mejores semillas para obtener mejores vegetales, ¿no es así?

O. L.- Esta es la idea principal. Pretendemos analizar los genes, las proteínas y los metabolitos de las semillas para comprobar cómo se regulan en función del estrés que sufran. Si se encuentran los marcadores genéticos clave, en un futuro un simple análisis de unas pocas semillas podría permitir saber si son viables en un determinado periodo de tiempo. Así, una empresa del sector o el propio agricultor podría decidir cuándo comercializar o sembrar exactamente unas semillas en función de las expectativas de germinación que tengan.

Buscaremos variedades que tengan mayor potencial germinativo y un posterior desarrollo de la planta más prometedor. Si a la hora de germinar la planta ya ha tenido problemas, es probable que sea más débil y tratamos de encontrar especies fuertes.

eXp.- Estamos acostumbrados a ver la germinación de las semillas como un proceso natural, pero es algo muy complicado

O. L.- La germinación es uno de los procesos más importantes y vulnerables por los que pasa una planta en su ciclo vital, pues de él depende el desarrollo de nuevas plantas. Comienza cuando la semilla seca toma agua, eso hace que se reactiven los procesos metabólicos y de expresión génica y termina con la elongación del eje embrionario, que se manifiesta con la emergencia radicular a través de las cubiertas que lo rodean.

eXp.- Podemos decir que las semillas captan absolutamente todo antes de empezar a evolucionar, tanto las condiciones externas como internas...

O. L.- La semilla necesita integrar en la célula las señales, tanto ambientales (externas) como hormonales (internas), que la informan de si las condiciones son apropiadas o no para germinar. Para ello, la célula debe percibir el estímulo, transmitir la señal al núcleo y activar la expresión de genes específicos. La identificación de las proteínas que participan en la regulación de estos procesos, permitirá entender y manipular el desarrollo y la germinación de las semillas.

Dentro de las condiciones ambientales o externas influyen fundamentalmente la luz, la temperatura, la disponibilidad de agua y nutrientes adecuados, entre otras. Y entre las condiciones internas principalmente un equilibrio hormonal adecuado, como comentaba anteriormente.

eXp.- Resulta sorprendente que las semillas sufran de estrés, ¿cómo es posible?

O. L.- Por sorprendente que nos parezca, las semillas han adoptado mecanismos que les permiten detectar las condiciones adversas y detener el proceso de germinación hasta que las condiciones sean más favorables. Buen ejemplo de ello, es el proceso de dormición. De esta forma la futura planta no ve comprometida su viabilidad.

De igual forma, las condiciones ambientales adversas a las que pueda verse sometida la planta madre van a influir enormemente en el desarrollo y la viabilidad de las futuras semillas.

Uno de los objetivos del proyecto es estudiar los mecanismos de acción de las hormonas vegetales y mejorarlos desde el punto de vista de los estreses ambientales. Quiero decir que frente a condiciones adversas para las plantas en forma de sequía, frío, salinidad, falta de nutrientes o cualquier otra condición de estrés estas hormonas son clave para que una semilla salga adelante o no lo haga.

eXp.- Cada socio colaborador en el proyecto va a estudiar una o varias semillas concretas, ¿cuál va a ser la prioridad para España?

O. L. - Nuestro grupo trabaja en Arabidopsis thaliana, una planta fácil de manejar que se utiliza como especie modelo para muchas investigaciones. Además y a través de nuestros socios europeos se incorporan al proyecto más de 20 especies de interés para la agricultura, como los cereales, el guisante, el tomate o la col.

eXp.- ¿Qué países colaboran en el mismo y cuál es el papel de cada uno?

O. L.- Destaca el Real Jardín Botánico de Kew (Royal Botanic Gardens, Kew), que alberga un gigantesco banco de germoplasma con más de un millón de semillas. Por parte del Reino Unido también participan la Universidad de Leeds y la de Warwick. Desde Alemania será fundamental la aportación del Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), así como del Max Planck Gesellschaft zur Pfanzengenetik und Kulturpflanzzenforschung. Francia es el país con más participación: Universidad Pierre et Marie Curie (París 6), Institut National de la Recherche Agronomique, el Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) y la empresa Limagrain Europe. Junto con España, representada por la Universidad de Salamanca, Austria es el único país con una sola institución implicada, la Universidad de Innsbruck.

eXp.- Cada grupo está interesado en un resultado concreto pero todos utilizarán técnicas parecidas...

O. L.- Cada grupo ha incorporado las propuestas que más le interesan. Por ejemplo, los grupos franceses están interesados en la cebada porque tiene aplicaciones en la producción de cerveza. De hecho, hay bastantes empresas interesadas en el proyecto, sobre todo en las semillas de los cereales, ya que están interesadas en que se mantengan viables durante más tiempo. Los alemanes llevarán el peso de la investigación genética, mientras que la Universidad de Warwick, que posee una gran infraestructura de invernaderos, se encargará de inducir las condiciones de estrés en las semillas que después estudiarán el resto de los grupos. Así, todos los científicos del proyecto trabajaremos con el mismo material.