Parras resistentes al calor y al ozono
Como parte de la beca individual Marie Sklodowska-Curie, el proyecto financiado con fondos europeos de Horizonte 2020 OVOC ha investigado un mecanismo general para la protección de las plantas frente al estrés abiótico. Dicho estrés es causado por compuestos conocidos como isoprenoides volátiles (IPV), el más sencillo de los cuales es el isopreno (C5H8). Los IPV son una clase importante de metabolitos secundarios producidos por las plantas que se cree que desempeñan una función antioxidante, si bien todavía no se conoce su mecanismo subyacente. Algunos cultivos, como las parras, no emiten C5H8 pero sí otros isoprenoides como los monoterpenos. Pese a haberse investigado durante sesenta años, todavía no se comprende completamente el papel de los IPV, aunque se sabe que la presencia de C5H8 está vinculada con el aumento de la tolerancia a los estreses oxidativos, como el estrés térmico. «Sin embargo, no está claro si la enorme cantidad de carbono que dedican las plantas a la emisión de isopreno corresponde a esta función. Además, todavía no se conoce el mecanismo mediante el cual el isopreno, y posiblemente otros isoprenoides, actúa como antioxidante en las plantas», afirma el coordinador del proyecto, el doctor Francesco Loreto. Los investigadores comenzaron evaluando un mecanismo de antioxidante para C5H8 en las plantas. Específicamente, investigaron si el C5H8 se oxida en las plantas, lo que significaría que actúa como carroñero de oxidantes. Los científicos también han intentado demostrar que los IPV desempeñan un papel antioxidante en la parra, el frutal más importante de Europa desde un punto de vista económico. Por otra parte, investigaron si se producen mecanismos similares al evaluado para C5H8 en el caso de otros isoprenoides de la parra. Datos importantes El equipo del proyecto utilizó una espectrometría de masas (PTR-TOF-MS) de alta sensibilidad para medir los IPV, sus presuntos productos de oxidación y los posibles productos de transformación volátiles del metabolismo de las plantas. Este trabajo se realizó en tiempo real a través de experimentos de alta sensibilidad para el seguimiento del carbono mediante la separación de compuestos marcados isotópicamente. Se observó que algunos IPV en forma de monoterpenos desempeñan un papel antioxidante en la parra. También se propuso y demostró un nuevo mecanismo de transformación para los productos de oxidación de las plantas. Por último, la emisión de posibles productos de oxidación de C5H8 y sus productos de transformación ante el estrés abiótico se ha vinculado con la oxidación de C5H8 en las hojas. Para la comunidad de la ciencia atmosférica, el mecanismo de transformación de la metilvinilcetona en metiletilcetona resulta igualmente importante, dado que hasta ahora se desconocía el origen de la metiletilcetona biogénica (que constituye un compuesto importante de la química atmosférica). De acuerdo con el Dr. Loreto, un hallazgo importante es el hecho de que «algunos monoterpenos volátiles protegen la parra frente a las olas de calor, que es más probable que tengan lugar en un escenario de acontecimientos extremos vinculados con el cambio climático». Beneficios más amplios La comunidad de la ciencia atmosférica se beneficiará del descubrimiento de un nuevo mecanismo de transformación de los productos de oxidación del C5H8 por parte de las plantas. «El isopreno y los productos de la oxidación del isopreno por parte de las plantas son moléculas fundamentales para determinar las propiedades oxidativas de la atmósfera, incluidos el ozono y la formación de partículas», señala el Dr. Loreto. Los hallazgos del proyecto OVOC ayudarán a la comunidad científica a hacer avanzar los conocimientos en este campo y a abrir nuevas vías e hipótesis de investigación. Por otra parte, el proyecto está desarrollando una técnica de cribado para determinar qué variedades de parra presentan una mayor resistencia. Esto ayudará a una amplia variedad de partes interesadas de la ciencia agrícola así como a los fitogenetistas, quienes se beneficiarán a largo plazo de este proyecto.
Palabras clave
OVOC, isopreno (C5H8), parra, estrés, isoprenoides volátiles (IPV), monoterpeno, metiletilcetona, ciencia atmosférica, estrés oxidativo, espectrometría de masas por reacción de transferencia de protones y detector de tiempo de vuelo (PTR-TOF-MS)