Plantas de laboratorio
Considerando el número de publicaciones científicas, plantas como el maíz, la soja, la petunia, la tomatera o el guisante, que en su momento fueron promesas en este campo, se quedan muy atrás con respecto a arabidopsis. Sólo el arroz (Oryza sativa) se mantiene en primera fila. De hecho, esta especie tiene dos características de gran relevancia: primero, un genoma reducido y segundo representa a un grupo de plantas, las monocotiledóneas, distinto a arabidopsis. Las monocotiledóneas son plantas con flor que al germinar presentan una hoja, un cotiledón y no dos como en el caso de las dicotiledóneas (arabidopsis).
Tiempo de flores
El estudio de arabidopsis ha permitido conocer mejor el proceso de la floración, es decir, cuándo y cómo se forman las flores. En esta especie, las flores están formadas por cuatro verticilos concéntricos con los cuatro órganos florales dispuestos de la siguiente forma, de afuera hacia adentro: 4 sépalos (verdes), 4 pétalos (blancos), 6 estambres (órganos masculinos) y dos carpelos (órganos femeninos). Entre otros aspectos, la investigación ha permitido analizar cómo la planta sabe que es tiempo de florecer y, a nivel de los genes, de qué forma se consigue que las flores formen correctamente todas las estructuras.
Hora de florecer
Se ha observado que en arabidopsis, la floración se acelera cuando el día se hace más largo. El fotoperiodo (o duración del día) detectado a través de fotorreceptores presentes en las hojas, indica a la planta cuando es el momento adecuado para florecer. Cuando las condiciones ambientales son las apropiadas, se disparan las moléculas promotoras (el conocido florígeno) que llegan hasta el extremo apical del tallo para inducir la formación de las flores. Actualmente, se sabe que se trata de un proceso complejo en el que participan numerosos genes, entre ellos los genes CONSTANS (CO) y FLOWERING LOCUS T (FT), implicados en la inducción de la floración. Por otra parte, el gen TEMPRANILLO (TEM), es un represor que evita la floración precoz. El equilibrio entre los diferentes genes (activadores o represores) es lo que permite o no la formación de flores.
La identidad de una flor
A pesar de la gran diversidad de flores, todas comparten un plan básico de construcción. Una cuestión clave al investigar cómo se forma la flor, es saber cómo las diferentes estructuras que la conforman (sépalos, pétalos, estambres y carpelos) adquieren su identidad. Se trata de un proceso muy bien regulado en el que, según el modelo ABC, grupos de genes actúan en combinación o por separado en los distintos verticilos y definen las estructuras florales en cada uno. Así, los genes de actividad A inducen el desarrollo de sépalos; los genes de actividad B, junto con A, inducen la formación de los pétalos; y los B junto con los genes de actividad C inducen el desarrollo de estambres; finalmente, los genes de actividad C inducen el desarrollo de los carpelos. Actualmente, la caracterización de los genes SEPALLATA que actúan en todos los verticilos ha hecho revisar y refinar el modelo clásico ABC.
Producir muchas semillas
Una de las características que han hecho que arabidopsis sea muy utilizada en el laboratorio son su ciclo vital corto y la gran cantidad de semillas que produce (hasta 5000 por planta). Esta especie tiene una reproducción rápida, abundante y poco sofisticada, y los biólogos la llaman la estrategia "r". En contraposición, están las especies que siguen la estrategia "K", que tienen ciclos de vida más largos y dedican tiempo y energía a producir pocas semillas pero más sofisticadas. Una cuestión que se plantea es en qué medida esta especie ampliamente estudiada proporciona información de relevancia respecto a las especies de la estrategia "K".
Germinar en diferentes tiempos
Las semillas de arabidopsis son bastante simples a nivel de estructura y, en general, germinan cerca de la planta de origen porque no tienen sistemas sofisticados de dispersión. Este hecho puede ser contraproducente cuando las condiciones ambientales son adversas (episodio de sequía, contaminación local, etc.) pues la mayor parte de las semillas se ven afectadas. Pero, los investigadores han observado que hay una gran variación en la germinación de las semillas, incluso, cuando se cultivan en medios prácticamente iguales. Esto parece indicar que las semillas simples de la estrategia "r" disponen de sistemas complejos que hacen germinar las semillas a diferentes tiempos y de esta manera aumentan la variación y la supervivencia.
Resistir el estrés
Arabidopsis se utiliza para estudiar los mecanismos moleculares implicados en las respuestas de las plantas frente al estrés causado por el frío, la sequía o a la salinidad. Una línea de investigación se centra en identificar los genes y las proteínas que protegen las células ante episodios de estrés. Esto permite idear plantas que sobreexpresen o silencien genes o proteínas y ver si se produce un efecto protector sobre toda la planta. Generalmente, la investigación con esta planta sirve para realizar pruebas, por ser un modelo más sencillo de trabajo. Luego, en función del estudio, se puede proseguir la investigación en otras especies de interés comercial, como pueden ser el arroz, el maíz o la patata.
Plantas resistentes a la salinidad
Se ha observado que arabidopsis se puede aclimatar a entornos con altas concentraciones de salinidad. Los investigadores estudian los mecanismos moleculares detrás de estos procesos y han encontrado varias familias de genes implicadas en la tolerancia a la salinidad. Los genes SOS (salt overly sensitive) otorgan sensibilidad frente ambientes salados. A partir de aquí se puede modificar la expresión de estos genes para crear plantas mucho más tolerantes a la salinidad.
