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El amonio desencadena la formación de raíces laterales

El amonio desencadena la formación de raíces laterales.
El suministro de amonio localizado mejora la importación y acumulación de auxinas derivadas de brotes en la vasculatura de la raíz, generando una fuente de auxinas para el movimiento lateral de auxinas. La captación de amonio dependiente de AMT estimula la liberación de protones, lo que conduce a la acidificación apoplásica y la protonación de auxina (IAA) a IAAH, que se difunde desde la vasculatura a las células de la raíz externa que se superponen a los primordios de la raíz lateral. La importación facilitada de auxina protonada en las células corticales y epidérmicas mejora la expresión de las enzimas que aflojan la pared celular, disminuyendo la resistencia mecánica requerida para la emergencia lateral de la raíz. Crédito: IPK / Ying Liu

A pesar de la importancia de los cambios en la arquitectura de la raíz para explotar los parches de nutrientes locales, los mecanismos que integran señales de nutrientes externos en el programa de desarrollo de las raíces siguen siendo poco conocidos.


por el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivos


«Aquí, mostramos por primera vez que el suministro local de amonio estimula la acumulación de auxina en la vasculatura de la raíz y promueve la difusión de auxina y la formación de raíces laterales para construir un sistema de raíces altamente ramificado», dice el Prof. Nicolaus von Wirén del Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo (IPK).

Dado que todos los procesos en el desarrollo de las raíces laterales, incluida la iniciación, la emergencia y el alargamiento, se rigen por la auxina , surge la pregunta de cómo responde la auxina a la presencia local de amonio, que es una fuente importante de nitrógeno en suelos naturales y agrícolas. «Nuestro trabajo muestra que la absorción de amonio por las raíces provoca cambios de pH que llevan la hormona vegetal auxina a una forma protonada, lo que permite que la auxina se difunda en las células de las raíces externas, donde desencadena la aparición de las raíces laterales», dice el profesor von Wirén. Estos resultados de investigación se han publicado ahora en la revista científica Nature Plants .

Los reporteros de monitoreo de pH y auxinas indican que la absorción de amonio acidifica el apoplasto de la raíz, es decir, el espacio de la pared celular, lo que aumenta la importación de auxina protonada en las células corticales y epidérmicas que se superponen a los primordios de la raíz lateral, y posteriormente promueve su emergencia desde la raíz parental. Aunque las plantas deficientes en nitrógeno también acumulan auxina en la vasculatura de la raíz, como lo hacen las raíces que reciben amonio, tienen un apoplasto más alcalino alrededor de la vasculatura, que retiene auxina en estos tejidos y previene la emergencia lateral de la raíz. En términos simples, la exposición local de las raíces al amonio hace que las raíces pierdan el control sobre el transporte de esta hormona promotora del crecimiento.

La importación de auxinas en las células corticales y epidérmicas mejora la expresión de genes involucrados en el aflojamiento de la pared celular, disminuyendo la resistencia mecánica requerida para la emergencia lateral de la raíz. «Nuestro estudio revela que la difusión de auxinas dependiente del pH se puede reclutar como un mecanismo regulador para coordinar la plasticidad de la arquitectura del sistema de raíces con las disponibilidades fluctuantes de nutrientes«, dice el Prof. von Wirén. «Queda por demostrar hasta qué punto esta densidad de raíces laterales mejorada promueve la adquisición también de otros nutrientes».

En los suelos, la emergencia lateral de las raíces provocada por el amonio no solo es relevante para dar forma a la arquitectura del sistema radicular bajo una disponibilidad irregular de nitrógeno en ambientes naturales, por ejemplo, cuando las raíces tocan un suelo rico en materia orgánica que libera amonio a través de la mineralización, sino también en la producción de plantas agrícolas. «La creciente demanda para reducir la entrada de fertilizantes nitrogenados se satisface progresivamente mediante la colocación de bandas de fertilizantes a base de fosfato de amonio poco solubles en el suelo», dice el profesor von Wirén. Se ha demostrado que tales depósitos locales de amonio mejoran la formación de raíces laterales de cultivos cultivados en el campo, así como la movilización y absorción de fosfato coproporcionado. «Dado que el fosfato local típicamente estimula el alargamiento de la raíz lateral, mientras que el amonio desencadena la emergencia de la raíz lateral, es tentador especular que el conocimiento sobre el desarrollo de la raíz lateral dependiente de los nutrientes se puede explotar aún más para optimizar la adaptación de la arquitectura de las raíces de los cultivos a las prácticas agrícolas de manejo de nutrientes.»



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