Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Cómo las raíces de las plantas perciben, reaccionan a la inundación del suelo


Si bien ya sabíamos que las raíces de las plantas eran capaces de detectar muchas características individuales del suelo (agua, nutrientes y disponibilidad de oxígeno), no teníamos ninguna comprensión de cómo se integraban estas señales para responder de manera adecuada. 



Los investigadores del CNRS y el INRA acaban de descubrir un mecanismo que permite a una planta ajustar su estado y crecimiento del agua de acuerdo con las diferentes condiciones de inundación del suelo. 

Los resultados de este estudio, publicado el 15 de septiembre de 2016 en la revista Cell , describen cómo las raíces perciben y responden conjuntamente a los niveles de oxígeno y potasio del suelo, a fin de cambiar su capacidad de absorción de agua. 

Aparte de su importancia científica, estos hallazgos podrían permitir optimizar la tolerancia a las inundaciones en los cultivos.

Aunque ocultas a la vista, las raíces son esenciales para el crecimiento y la supervivencia de las plantas. Su crecimiento y ramificación en el suelo permite a la planta absorber el agua y los nutrientes que necesita. 

Esta actividad subterránea requiere energía y, por lo tanto, una alta tasa de respiración en las raíces, que utiliza el oxígeno presente en los poros del suelo. Si el suelo se llena de agua, se puede desarrollar un déficit de oxígeno porque el oxígeno se difunde de manera deficiente en el agua, lo que ejerce un fuerte estrés en las raíces y en la planta en general. Esto reduce la permeabilidad del agua de la raíz en muchas plantas. Por lo tanto, las plantas que crecen en el suelo inundado pueden sufrir un contenido reducido de agua y sus hojas se marchitan, lo cual es una paradoja con la que están familiarizados los agrónomos.

Mediante el uso de diferentes líneas de plantas modelo Arabidopsis thaliana, investigadores del laboratorio Biochimie et physiologie moléculaire des plantes (CNRS / INRA / Université Montpellier / Montpellier SupAgro) y el Instituto Jean-Pierre Bourgin (INRA / AgroParisTech / CNRS) identificaron un gen que controla la raíz. Permeabilidad al agua y que es influenciada conjuntamente por los niveles de oxígeno y potasio del suelo. Llamado HCR1, este gen reduce la entrada de agua a las raíces cuando hay una falta de oxígeno, pero solo cuando el suelo también es rico en potasio, una sal mineral esencial para el crecimiento de las plantas. 

De hecho, tales condiciones favorecen una mejor recuperación de la planta después de que las condiciones de inundación hayan cesado. El gen HCR1 en realidad también desencadena toda una serie de reacciones metabólicas de «supervivencia» que contribuyen a la resiliencia de las plantas. Una vez que el suelo es reoxigenado,

Estos hallazgos no solo son importantes desde un punto de vista científico fundamental, sino que también abren nuevas vías para la agronomía. 

El uso del agua de las plantas y el rendimiento de las raíces son objetivos clave para los fitomejoradores. Sin embargo, en la naturaleza, las plantas nunca están expuestas a un solo estrés a la vez, por lo que los criadores también se han interesado en la capacidad de las plantas para resistir múltiples estreses ambientales. 

La identificación de este mecanismo que vincula la disponibilidad de oxígeno, los niveles de minerales y la permeabilidad del agua radicular es, por lo tanto, un importante paso adelante para la agronomía. Este mecanismo es un objetivo prometedor para la mejora futura de la planta.


Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por el CNRS (Délégation Paris Michel-Ange) . .


Referencia de la revista :

  1. Zaigham Shahzad, Matthieu Canut, Colette Tournaire-Roux, Alexandre Martinière, Yann Boursiac, Olivier Loudet, Christophe Maurel. Una vía de detección de oxígeno dependiente de potasio regula la hidráulica de la raíz de la planta . Celular , septiembre de 2016 DOI: 10.1016 / j.cell.2016.08.068

 <www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160915140442.htm>


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