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Cómo las plantas de la familia de las coles miran hacia adentro cuando el azufre es escaso

Cómo las plantas de la familia de las coles miran hacia adentro cuando el azufre es escaso
Investigadores del Departamento de Biociencia y Biotecnología de la Universidad de Kyushu encontraron que interrumpir la producción de dos enzimas en el berro, un pariente del repollo, el brócoli y la coliflor, reduce la descomposición de glucosinolatos beneficiosos para la salud a expensas del crecimiento de las plantas en azufre. ambientes deficientes. Crédito: William J. Potscavage Jr., Universidad de Kyushu

Una nueva investigación de la Universidad de Kyushu en Japón proporciona una mejor comprensión de cómo los productos químicos que se cree que imparten beneficios de salud únicos a las plantas de la familia de la col se descomponen para promover el crecimiento en condiciones que carecen de suficiente azufre, y podrían ayudar en el desarrollo futuro del brócoli y la col que son incluso más saludables para ti.


por la Universidad de Kyushu


Investigadores del Departamento de Biociencia y Biotecnología de Kyushu U informaron que la interrupción de la producción de dos enzimas en las plantas de berro (un pariente del repollo) redujo la conversión de sustancias químicas llamadas glucosinolatos en compuestos más simples y ralentizó aún más el crecimiento cuando las plantas no recibieron suficiente cantidades de azufre de su entorno.

Producidos por plantas de la familia Brassicaceae, que incluye repollo, brócoli, coliflor y mostaza, los glucosinolatos son compuestos que contienen azufre que le dan a las verduras su sabor y olor únicos, y algunos estudios indican que los glucosinolatos también pueden ser beneficiosos para prevenir el cáncer y las enfermedades cardiovasculares. enfermedades.

Sin embargo, se sabe que las plantas descomponen los glucosinolatos en ambientes deficientes en azufre, un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas. Si bien este mecanismo parece actuar como una estrategia para sostener el crecimiento en condiciones tan desfavorables, el conocimiento actual de cómo ocurre el proceso y cómo contribuye a la adaptación a la deficiencia de azufre es aún limitado.

Un grupo de investigadores dirigido por Akiko Maruyama-Nakashita ha publicado ahora en Plant and Cell Physiology una comprensión más profunda de este mecanismo a través del estudio de plantas modelo modificadas genéticamente.

«Si bien teníamos evidencia previa que sugiere que dos enzimas particulares pueden ser clave en función de su mayor presencia cuando el azufre es deficiente, nuestros nuevos resultados muestran que la eliminación de estas enzimas a través de la modificación genética interrumpe drásticamente esta degradación», dice Maruyama-Nakashita.

Maruyama-Nakashita y su grupo estudiaron las plantas de berro, un miembro de la familia Brassicaceae y la primera planta en tener su genoma en secuencia completa, modificado mediante la inserción de ADN de bacterias para evitar que se produzca una de las dos enzimas. Mediante la fertilización cruzada de estas plantas obtenidas del Centro de Recursos Biológicos de Arabidopsis, los investigadores crearon plantas que carecían de ambas enzimas, llamadas BGLU28 y BGLU30.

Si bien todas las plantas tenían niveles similares de glucosinolatos en condiciones de suficiente azufre, los niveles eran significativamente más altos en las plantas que carecían de ambas enzimas en comparación con las plantas no modificadas y aquellas que carecían de una sola enzima cuando se cultivaban en condiciones de deficiencia de azufre.

Además, el crecimiento se atrofió drásticamente en las plantas que carecían de ambas enzimas en comparación con las otras plantas cuando el azufre era escaso, lo que demuestra que la descomposición de los glucosinolatos contribuye en gran medida a mantener el crecimiento de las plantas en entornos deficientes en azufre. Por lo tanto, una de las funciones de los glucosinolatos en las plantas puede ser la de almacenar azufre que puede liberarse cuando sea necesario.

«El conocimiento obtenido aquí profundiza nuestra comprensión de las estrategias de adaptación de las plantas a ambientes deficientes en azufre y, por lo tanto, proporciona implicaciones para promover la utilización efectiva de azufre en la agricultura moderna», comenta Liu Zhang, el primer autor del artículo que informa los resultados.

«Esperamos que la caracterización de las enzimas clave que regulan la degradación del glucosinolato arroje luz sobre el diseño de estrategias para mejorar el contenido de estos compuestos funcionales en los cultivos de Brassica», añade.



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