La cromatina de plantas percibe el calor para regular el tiempo de floración

El último año ha sido el más seco y caluroso de la historia. La alta temperatura asociada al cambio climático impacta sobre la floración y el crecimiento de cultivos, afectando negativamente a su productividad. La colza (Brassica napus) es un cultivo oleaginoso de gran importancia económica también afectado por el aumento de la temperatura ambiental. La mejora de este cultivo dio lugar a variedades de primavera y de invierno con distintas respuestas de floración a la temperatura.

Para desvelar la base del cambio de fase vegetativo a reproductivo en temperatura ambiental alta, en este trabajo hemos aprovechado las diversas respuestas de floración de variedades de colza cultivadas en distintas condiciones de temperatura. Hemos caracterizado a nivel molecular esta respuesta realizando análisis transcriptómicos de cultivares de colza que representan diferentes respuestas de floración a temperaturas óptima y elevada. Además, hemos profundizado en los patrones de expresión de los homólogos de FT en dichas variedades de colza expuestas a diferentes condiciones de temperatura, lo que nos ha permitido identificar el gen BnaFTA2 como un candidato crucial en el control de la floración dependiente de temperatura ambiental.

El modelo actual de la respuesta de floración a temperatura ambiental alta en Arabidopsis establece que la inducción de FT se debe a cambios en la accesibilidad de la cromatina tras la pérdida de nucleosomas portadores de la variante histónica H2A.Z a través de un mecanismo poco conocido. En B. rapa se ha propuesto que BraFT se reprime por la acumulación de H2A.Z en condiciones de temperatura alta. Con el fin de comprender este mecanismo de regulación en colza, hemos analizado la presencia de esta variante histónica en el locus BnaFTA2 de las distintas variedades estudiadas así como en plantas con el locus ARP6 silenciado (arp6i), y por tanto con defectos en la deposición de H2A.Z. Wesway, la variedad con floración más temprana, mostró diferencias significativas en la acumulación de esta histona en BnaFTA2 a 21 y 28 ºC, de acuerdo con resultados previos obtenidos en Arabidopsis y con el fenotipo de floración temprana observado. Sin embargo, no se observó una correlación entre la presencia de H2A.Z y la represión de BnaFTA2 en los cultivares tardíos en alta temperatura, incluida la variedad RV31 frecuentemente usada en laboratorio. Además, análisis en plantas con bajos niveles de H2A.Z confirmaron que la expresión de BnaFTA2 se afecta escasamente por la presencia de esta histona no canónica. Esas observaciones nos llevan a proponer que la temperatura ambiental alta afecta al tiempo de floración en colza a través de mecanismos dependientes e independientes de H2A.Z. Cabe destacar que nuestros datos revelan una correlación entre la acumulación de H3K4me3, una marca asociada a la cromatina activa en transcripción y vinculada a la liberación de H2A.Z a alta temperatura, y la expresión de BnaFTA2. Además, esta modificación histónica es significativamente más abundante a 21ºC que a 28ºC en este locus.

Nuestros análisis contribuirán a explotar los mecanismos de respuesta vegetal para mejorar la adaptación de cultivos frente al escenario de cambio climático.