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Cómo las hormonas vegetales controlan el crecimiento de las raíces

raíces
Crédito: CC0 Public Domain

Las raíces de las plantas pueden crecer sin límite. Para hacerlo, necesitan equilibrar la producción de nuevas células a través de la división y elongación celular. 


por VIB (el Instituto de Flandes de Biotecnología)

Las hormonas vegetales conocidas como brasinoesteroides juegan un papel clave en este acto de equilibrio. Un nuevo trabajo del equipo de la Dra. Jenny Russinova (Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales) revela cómo la producción de brasinoesteroides se localiza en las raíces de las plantas para lograr patrones de crecimiento óptimos. Su estudio se publica en la revista Nature Plants .

Hormonas vegetales

Las raíces de las plantas exploran el suelo en una búsqueda interminable de agua y nutrientes. A diferencia de las hojas y otros órganos de las plantas, las raíces pueden crecer de forma ilimitada, lo que les permite expandirse y cubrir vastas regiones del entorno subterráneo de la planta.

En la punta de la raíz, un grupo de células en división proporciona constantemente células frescas, lo que empuja la punta de la raíz hacia adelante en el proceso y permite el crecimiento de la raíz. Se han identificado varios agentes moleculares que controlan el equilibrio entre la división celular y el alargamiento, incluidos péptidos pequeños, especies reactivas de oxígeno y hormonas vegetales: auxina y citoquinina.

Otro grupo de hormonas vegetales, los brasinoesteroides, juega un papel importante en el equilibrio de la división celular y las tasas de elongación durante el crecimiento de las raíces. La cascada de señalización iniciada por esta hormona es particularmente activa en la zona de elongación de la raíz, pero se desconoce cómo se desencadena la señalización de brasinoesteroides específicamente en esta región.

Dra. Jenny Russinova (VIB-UGent): «Debido a que las hormonas brasinoesteroides juegan un papel en la tolerancia al estrés de las plantas, las herramientas generadas en este trabajo permitirán monitorear la distribución de hormonas brasinoesteroides en respuesta a diferentes estreses bióticos y abióticos. gran impacto en nuestra comprensión del rendimiento de la planta en escenarios de cambio climático «.

La Dra. Nemanja Vukašinović y Yaowei Wang, bajo la supervisión de la Dra. Jenny Russinova, del Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales, descubrieron que el nivel de señalización de brasinosteroides en diferentes zonas de raíces de la planta modelo Arabidopsis thaliana está controlado por síntesis restringida localmente. de la propia hormona.

Producción de hormonas localizada

Mediante el uso de microscopía confocal convencional, así como un microscopio de disco giratorio hecho a medida para el crecimiento vertical de plantas en el laboratorio Fendrych en Praga (República Checa), Nemanja Vukašinović, Yaowei Wang y sus colegas pudieron demostrar cómo las plantas controlando los niveles de expresión de las enzimas biosintéticas de brasinoesteroides, pueden restringir el dominio de la producción de hormonas.

Dr. Nemanja Vukasinovic (VIB-UGent Center for Plant Systems Biology): «Nuestra investigación giró en torno al hecho de que los brasinoesteroides son compuestos hidrófobos y, como tales, es poco probable que tengan una gran movilidad dentro de los tejidos vegetales. Pensamos que tendría sentido estudiar patrones de localización de enzimas biosintéticas de brasinoesteroides para examinar cómo se distribuye la hormona. Resultó que era una buena idea, ya que esos patrones revelaron un aumento de los niveles de expresión de enzimas en la zona de elongación. Ese fue el descubrimiento principal en torno al cual construimos todos los demás experimentos «.

Finalmente, midiendo directamente los niveles hormonales en colaboración con el laboratorio Strnad en Olomouc (República Checa), los investigadores confirmaron que los niveles de brasinoesteroides se mantienen en niveles bajos en las células en proliferación en la punta, mientras que se producen concentraciones hormonales más altas en la zona de elongación de la raíz.



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