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Cómo las plantas de la familia del repollo se ven hacia adentro cuando el azufre es escaso


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 únicos para la salud de las plantas


por la 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 únicos para la salud de las plantas de la familia del repollo se descomponen para promover el crecimiento en condiciones que carecen de azufre suficiente y podrían ayudar en el desarrollo futuro del brócoli y el repollo que son aún más saludables para ti.

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 de thale, un pariente del repollo, redujo la conversión de productos químicos llamados 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 mantener el crecimiento en condiciones tan desfavorables, el conocimiento actual de cómo ocurre el proceso y contribuye a la adaptación a la deficiencia de azufre aún es limitado.

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

«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 descomposición», dice Maruyama-Nakashita.

Maruyama-Nakashita y su grupo estudiaron las plantas de berro de thale, un miembro de la familia Brassicaceae y la primera planta en tener su secuencia completa del genoma, modificado mediante la inserción de ADN de las bacterias para evitar que se produzca una de las dos enzimas. Mediante la fertilización cruzada de estas plantas obtenidas del Centro de Recursos Biológicos 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 suficientes de azufre, los niveles fueron significativamente más altos en las plantas que carecen de ambas enzimas en comparación con las plantas no modificadas y en las que solo faltan una enzima cuando se cultivan en condiciones deficientes en azufre.

Además, el crecimiento se atrofió drásticamente en las plantas que carecían de ambas enzimas en relación 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 con deficiencia de azufre. Por lo tanto, una de las funciones de los glucosinolatos en las plantas puede ser el almacenamiento de azufre que se puede liberar cuando sea necesario.

«El conocimiento obtenido aquí profundiza nuestra comprensión de las estrategias de adaptación de la planta 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 en el artículo que informa los resultados.

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


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