Corte transversal de una hoja de Arabidopsis bajo condiciones de sequía (arriba) y tras 15 minutos de rehidratación (abajo). Cada color (azul, rosa, verde) representa un gen activado durante la recuperación. Crédito: Instituto Salk.
El crecimiento es la máxima prioridad de una planta, y para lograrlo necesita luz solar, nutrientes y agua. Si falta alguno de estos elementos—como ocurre durante una sequía—el crecimiento se detiene. Podríamos pensar que, al terminar la sequía, la planta retomaría de inmediato su desarrollo. Pero en realidad, sus prioridades cambian.
Investigadores del Instituto Salk utilizaron técnicas avanzadas de transcriptómica espacial y de célula única para estudiar cómo se recupera la planta Arabidopsis thaliana después de una sequía. Descubrieron que, en lugar de enfocarse en crecer, la planta activa rápidamente genes relacionados con la inmunidad. Esta respuesta inmunológica intensificada, denominada “Inmunidad Inducida por la Recuperación de la Sequía” (DRII, por sus siglas en inglés), también se observó en tomates silvestres y cultivados, lo que sugiere que esta estrategia está conservada evolutivamente y podría estar presente en otros cultivos importantes.
Los hallazgos, publicados en Nature Communications el 29 de agosto de 2025, abren nuevas posibilidades para desarrollar cultivos más resistentes y proteger el suministro alimentario global en el futuro.
“La sequía representa un gran desafío para las plantas, pero lo que menos entendemos es cómo se recuperan cuando el agua regresa”, explica Joseph Ecker, autor principal, profesor y presidente del Consejo Internacional de Genética del Salk, además de investigador del Instituto Médico Howard Hughes. “Descubrimos que, en lugar de acelerar el crecimiento para compensar el tiempo perdido, Arabidopsis activa rápidamente una respuesta inmunológica coordinada. Este descubrimiento revela que la recuperación es una ventana crítica de reprogramación genética y sugiere nuevas estrategias para diseñar cultivos que se recuperen mejor del estrés ambiental.”
Arabidopsis: una planta sedienta en suelo seco
Arabidopsis ha sido un modelo fundamental para la biología vegetal durante más de 50 años. Es fácil de cultivar, tiene un genoma relativamente simple y comparte muchos genes con otras especies vegetales, incluidos cultivos como el tomate, el trigo y el arroz.
Como todas las plantas, Arabidopsis necesita agua. La absorbe a través de diminutos poros en su superficie, que también la exponen a patógenos del entorno. Durante una sequía, la planta cierra estos poros, detiene su crecimiento y conserva sus recursos. Pero cuando el agua regresa, los poros se abren rápidamente, dejando a la planta vulnerable. ¿Cómo se protege en ese momento crítico?
“Sabemos mucho sobre lo que ocurre durante la sequía, pero casi nada sobre el proceso de recuperación”, comenta Natanella Illouz-Eliaz, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Ecker. “Este periodo es genéticamente muy activo y complejo. Ya hemos descubierto procesos que ni siquiera imaginábamos que formaban parte de la recuperación. Ahora sabemos que vale la pena estudiarlo más a fondo.”
Un estudio rápido, preciso y espacialmente consciente
Los investigadores rehidrataron plantas de Arabidopsis que habían estado en estado de sequía y analizaron sus hojas desde los 15 minutos hasta las 4 horas y media después. Esta vigilancia temprana fue clave: sin ella, el descubrimiento de DRII habría pasado desapercibido.
Aunque todas las células de una hoja comparten el mismo ADN, cada célula expresa genes de forma distinta, lo que define su función. Para capturar estos patrones con precisión, se usaron tecnologías de secuenciación de última generación como la transcriptómica de célula única y la transcriptómica espacial, que permiten observar cómo se comportan los genes en su contexto físico dentro de la planta.
DRII: inmunidad activada por la recuperación de la sequía
Tan solo 15 minutos después de la rehidratación, los genes inactivos comenzaron a activarse en cascada, generando una respuesta inmunológica que protegió a Arabidopsis de los patógenos. Esta misma respuesta se observó en tomates silvestres y cultivados, lo que sugiere que DRII podría ser común en muchas especies vegetales.
Quedan muchas preguntas abiertas: ¿cómo viaja tan rápido la señal desde las raíces hasta las hojas? ¿Qué molécula la transmite? Los investigadores creen que estos hallazgos podrían cambiar la forma en que entendemos el estrés vegetal. Tal vez las plantas no solo buscan sobrevivir o crecer, sino también prepararse para lo que viene después.
“Nuestros resultados muestran que la recuperación tras la sequía no es un proceso pasivo, sino una reprogramación dinámica del sistema inmunológico de la planta”, concluye Ecker. “Al definir los eventos genéticos tempranos que ocurren en minutos, podemos empezar a descubrir las señales moleculares que coordinan la recuperación y explorar cómo aprovechar estos mecanismos para mejorar la resiliencia de los cultivos.”
Infografía: Activación genética en Arabidopsis thaliana durante la recuperación post-sequía. A través de transcriptómica espacial y de célula única, se identificó una respuesta inmunológica rápida (DRII) que se activa en los primeros 15 minutos tras la rehidratación. Este mecanismo, conservado en otras especies como el tomate, podría ser clave para el desarrollo de cultivos más resilientes. Crédito: Copilot, basado en datos del Instituto Salk (2025).
Fuentes
Ecker, J., Illouz-Eliaz, N., Yu, J., Swift, J., Lande, K., Jow, B., Partida-Garcia, L., Lee, T., Gomez Castanon, R., Owens, W., Bowman, C., Osgood, E., Nery, J., Nobori, T., Tuang, Z. K., Yaaran, A., Zait, Y., & Burdman, S. (2025, August 29). Plants prioritize immunity over growth during recovery from drought conditions. Salk Institute. https://phys.org/news/2025-08-prioritize-immunity-growth-recovery-drought.html
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