compartir
Un equip de recerca internacional liderat per la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) ha fet servir la intel·ligència artificial per identificar per primera vegada els gens clau que permeten a les plantes respondre a múltiples formes d’estrès ambiental.
La recerca, publicada a la revista Nature Communications, obre la porta al disseny de cultius més resistents al canvi climàtic.
Com s’ho fan les plantes per sobreviure a condicions ambientals adverses com la sequera i la calor extrema?
Per poder esbrinar-ho, un equip de recerca internacional liderat per la UPC ha aplicat tècniques d’intel·ligència artificial de machine learning (aprenentatge automàtic) per estudiar com responen a l’estrès de manera multifactorial.
La recerca ha permès entendre la resiliència vegetal a fenòmens com la sequera, les temperatures extremes i altres condicions ambientals adverses.
L’estudi ha estat liderat pels investigadors Raul Sánchez Muñoz i Isiah Zaplana Agut, ambdós de la UPC, en col·laboració amb altres investigadors internacionals.
La recerca ha treballat amb una planta ruderal originària d’Euràsia i el nord d’Àfrica, actualment cosmopolita i present també a Amèrica, Austràlia i Àfrica. Es tracta de l’Arabidopsis thaliana, una planta usada com a model biològic de laboratori i molt important en estudis genètics i de biologia molecular.
Mostres d’Arabidopsis thaliana
Per fer-ho s’ha dut a terme una metaanàlisi exhaustiva amb un algorisme d’aprenentatge automàtic no supervisat que ha analitzat contingut genètic, concretament més 500 transcriptomes, és a dir, els conjunts de totes les molècules d’RNA presents a les cèl·lules.
L’anàlisi ha permès identificar un nucli de gens de l’estrès, un conjunt de gens clau implicats en la tolerància de les plantes a diverses condicions ambientals adverses (a 10 condicions ambientals adverses simultànies).
El paper clau de l’etilè en la tolerància de les plantes a les condicions adverses
L’etilè és una hormona vegetal present a totes les etapes de desenvolupament des les plantes, des de la germinació a la maduració dels fruits.
La recerca demostra que l’etilè té un paper regulador important, ja que coordina i modula l’activació dels gens clau que sostenen la capacitat de resiliència (adaptació) de les plantes davant de condicions adverses com la sequera i la calor intensa.
“La identificació d’aquesta xarxa gènica i del paper de l’etilè obre la porta al disseny d’estratègies més eficients per al desenvolupament de noves varietats vegetals més adaptades al canvi climàtic”
“Comprendre com les plantes adapten la seva fisiologia per superar condicions d’estrès adverses i sovint multifactorials a la natura és vital en el context actual de crisi climàtica.”
Disseny de cultius preparats per suportar la sequera
Els gens identificats permetran desenvolupar cultius millor preparats per suportar sequeres, temperatures extremes i altres condicions ambientals causades pel canvi climàtic. S’estableix, així doncs, un marc sòlid per a l’avanç d’una agricultura més resilient i sostenible.
