Artículo elaborado a partir del paper: ‘Advances on the Photoperiodic Regulation of Plant Flowering: A Bibliometric Study’, 2024

La luz, un factor ambiental fundamental para la vida en la Tierra, no solo energiza a las plantas mediante la fotosíntesis, sino que también actúa como una señal ambiental decisiva que guía a las plantas a través de diferentes etapas de su ciclo de vida. Desde la germinación de semillas hasta el crecimiento reproductivo, la luz influye significativamente en la fisiología vegetal.  Es por ello, que el estudio de la regulación del fotoperiodo de la floración de las plantas es crucial en la práctica agrícola ya que afecta directamente a la selección de variedades de plantas, la adaptación introductoria y la estabilidad del rendimiento. 

Una nueva investigación, publicada recientemente em MDPI, hace un estudio bibliométrico que analiza 3.919 publicaciones de la base de datos del conjunto central de Web of Science entre los años 2000 y 2023, para explorar los avances y tendencias en los estudios sobre la regulación fotoperiódica del florecimiento de las plantas.

Los resultados evidencian cómo el número de publicaciones científicas sobre la regulación fotoperiódica de la floración de las plantas aumenta cada año, mostrando una importante diversificación globalización en este campo de estudio.

Regulación fotoperiódica de las plantas 

Está claro, que uno de los factores clave que afectan el tiempo de floración de las plantas es la variación periódica de la luz, conocida como fotoperíodo. Al detectar señales fotoperiódicas externas, las plantas regulan sus relojes biológicos y programas de desarrollo para adaptarse a los cambios ambientales y garantizar que el proceso reproductivo se complete de forma óptima.

Por tanto, la regulación fotoperiódica es un fenómeno en el que las plantas regulan su crecimiento y desarrollo al detectar cambios alternos en la luz exterior y la oscuridad. El mecanismo de regulación fotoperiódica de la floración de las plantas implica múltiples dimensiones, incluyendo fotorreceptores, relojes biológicos, transducción de señales y regulación de la expresión de los genes de floración.

Durante las últimas dos décadas, con el rápido desarrollo de la biología molecular, la genómica y la bioinformática, el estudio de la regulación fotoperiódica de la floración de las plantas ha hecho un progreso notable. Por un lado, los científicos han identificado y clonado con éxito muchos genes relacionados con la regulación fotoperiódica de la floración. Por otro lado, el uso de tecnologías de alto rendimiento como el análisis de asociación de todo el genoma (GWAS) ha proporcionado un rico recurso para la reproducción molecular de la regulación de la floración fotoperiódica en las plantas. Mientras tanto, algunos investigadores han utilizado redes neuronales convolucionales para el aprendizaje automático para predecir el tiempo de floración y la forma de rendimiento de las plantas bajo control fotoperiódico y, por lo tanto, para controlar mejor los factores fotoperiódicos. 

Este estudio sobre la regulación fotoperiódica del florecimiento de las plantas no solo es teóricamente valioso, sino que también tiene amplias aplicaciones prácticas. En agricultura, se pueden mejorar los rendimientos y la calidad de las plantas ajustando su tiempo de floración. Modificando las condiciones de luz, las plantas pueden florecer en la temporada óptima, o mediante mejoras genéticas, se pueden desarrollar nuevas variedades adaptadas a diversos entornos fotoperiódicos. Además, la investigación sobre ese campos puede contribuir a mitigar los efectos del cambio climático en la agricultura, dado que los cambios en los patrones de luz y fotoperiodo afectan el desarrollo y floración de las plantas. Un entendimiento profundo de la regulación fotoperiódica ayudará a desarrollar variedades que soporten mejor los cambios climáticos, asegurando la sostenibilidad de la producción agrícola.

Análisis bibliométrico de la regulación fotoperiodo de la floración

Para comprender el estado actual de la investigación científica en este campo, así como las tendencias del mismo y su progreso a lo largo de los años, los investigadores hicieron un análisis bibliométrico exhaustivo.

En el estudio, todos los datos, incluida la información sobre el número de publicaciones por año, autores, instituciones, países/regiones y citas, se obtuvieron de la Web of Science (WoS)Core Collection, la cual abarca 3.919 publicaciones relacionadas con el fotoperiodo y la regulación de la floración de las plantas. Los datos fueron cuidadosamente tabulados, visualizados y mapeados para un análisis bibliométrico en profundidad.

Resultados obtenidas

Utilizando tecnología de visualización de la información para obtener mapas relevantes de dominios del conocimiento, que revelan los puntos calientes de investigación y las tendencias de desarrollo en el campo de la regulación fotoperiódica de la floración de las plantas, las conclusiones extraídas de la investigación fueron las siguientes:

• El número de artículos académicos relevantes publicados anualmente en el campo de la regulación fotoperiódica de la floración de las plantas sigue aumentando, lo que refleja el creciente interés y el compromiso de la investigación en el campo. En particular, un número creciente de investigadores y equipos se están uniendo para formar una red de investigación global que cruza las fronteras nacionales e institucionales, promoviendo colectivamente el intercambio de conocimientos y la innovación.

• Analizando aún más los artículos altamente citados, se puede observar que varios puntos calientes de investigación principales han seguido recibiendo atención en el pasado: redes de genes de floración y vías de señalización en la vía fotoperiódica, biología de sistemas y multiómica, estudios de adaptación ambiental y comparaciones entre especies. Estos puntos calientes de investigación también prefiguran las tendencias futuras de investigación.
• Entre las fronteras de investigación, se han identificado nueve grupos de investigación clave que abordan los principales temas de interés en esta área. Estos grupos forman un marco integral para estudiar la floración regulada por el fotoperiodo, abarcando desde los fundamentos de los mecanismos biológicos hasta las adaptaciones al medio ambiente. Este enfoque refleja los intereses y prioridades actuales de la comunidad académica en este campo de estudio.

El grupo #0, centrado en la calidad de la luz, incluye términos de alta frecuencia como «luz», «fotosíntesis», «crecimiento de plantas» y «estrés abiótico», que emergieron inicialmente en el año 2000. Estas áreas también se reflejan en las 22 palabras clave más citadas que aparecen en la siguiente tabla. Dentro de este grupo, se estudian diversos temas, como los efectos de las proporciones de luz roja y azul en la percepción fotoperiódica; las respuestas de los mecanismos de defensa y los cambios fisiológicos ante la luz UV-B en la regulación del florecimiento; los impactos de variadas combinaciones de intensidad de luz LED en la floración de las plantas; y la evolución de las adaptaciones vegetales a la calidad de la luz para optimizar la floración.

Además, se identificaron algunas limitaciones del enfoque bibliométrico durante su uso. Primero, la bibliometría depende de bases de datos de literatura que pueden ser incompletas o sesgadas, afectando la amplitud de la investigación global. Segundo, existe un sesgo de cita, ya que las citas no siempre reflejan la calidad o impacto de los estudios y pueden favorecer trabajos más clásicos o autorizados. Tercero, los métodos bibliométricos no miden directamente la originalidad o la innovación de un estudio. Cuarto, la complejidad inherente a muchos estudios, producto de colaboraciones interdisciplinarias, puede no ser completamente capturada por análisis bibliométricos. Quinto, la investigación sobre especies de plantas implica una extracción manual de datos que requiere fusión y revisión de sinónimos y palabras irrelevantes.

Por tanto, a pesar de los notables resultados que se han obtenido la investigación sobre la regulación fotoperiódica de la floración de las plantas todavía enfrenta muchos desafíos. Hay diferencias en los mecanismos de respuesta a los fotoperíodos en diferentes plantas, y la interacción de la regulación del fotoperíodo con otros factores ambientales y mecanismos internos se suma a la complejidad del estudio. Por lo tanto, se necesitan realizar estudios en profundidad para revelar el mecanismo preciso de regulación fotoperiódica de la floración de las plantas y desarrollar estrategias reguladoras más efectivas. 

Puede acceder al paper completo de la investigación a través del siguiente enlace:

https://www.mdpi.com/2311-7524/10/8/868

Fuente de imágenes: Freepik. Imágenes  procedente de banco de imágenes que no pertenece a la investigación