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El gen aumenta el crecimiento y el rendimiento del arroz en suelos salados


La salinidad del suelo representa una gran amenaza para la seguridad alimentaria, reduciendo en gran medida el rendimiento de los cultivos agrícolas. 


Sociedad Americana de Biólogos de Plantas


Se espera que el aumento de las temperaturas globales acelere la acumulación de sal en el suelo, lo que supone una carga cada vez mayor para la producción agrícola. En un nuevo estudio publicado en The Plant Cell , un equipo de investigadores identificó un gen que limita las pérdidas de rendimiento en las plantas de arroz expuestas al estrés por sal y descifró el mecanismo subyacente.

Alrededor del 20% de las tierras irrigadas del mundo se considera que contienen concentraciones elevadas de sal , y el suelo continúa haciéndose más salado a medida que el clima se calienta. La producción agrícola está fuertemente afectada por la salinidad del suelo ; El estrés por sal reduce el crecimiento y el rendimiento de la mayoría de las plantas, lo que da como resultado miles de millones de dólares en pérdidas de rendimiento de cultivos anualmente. El arroz, el alimento básico de más de la mitad de la población del mundo, es particularmente sensible al suelo salado, ya que incluso los niveles moderados de sal producen pérdidas sustanciales en el rendimiento. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar líneas de arroz que puedan soportar las condiciones de sal.

Un equipo de científicos liderado por Jian-Zhong Lin y Xuan-Ming Liu de la Universidad de Hunan en Changsha, China, identificó recientemente un gen que contribuye a la tolerancia al estrés por sal en el arroz. El gen, al que denominaron STRK1 ( quinasa citoplásmica 1 similar al receptor de tolerancia a la sal ) se activó en condiciones de estrés salino. Los investigadores generaron dos conjuntos de plantas transgénicas., uno en el que STRK1 se expresó en niveles altos, y el otro en el que la expresión se redujo considerablemente. En condiciones de crecimiento regulares, ambos conjuntos de plantas transgénicas parecían normales. Sin embargo, cuando se desafiaron con sal, las plantas transgénicas con expresión elevada de STRK1 eran más verdes y más grandes que las plantas de control no transgénicas, y aquellas con niveles reducidos de expresión de STRK1 eran más pequeñas y más marrones que los controles.

A continuación, el equipo examinó el efecto de STRK1 en el rendimiento. «Notablemente, la sobreexpresión de STRK1 en el arroz no solo mejoró el crecimiento sino que también limitó notablemente la pérdida de rendimiento de grano en condiciones de estrés salino», dijo Jian-Zhong Lin.

Luego, el equipo dirigió su atención a descifrar el mecanismo mediante el cual STRK1 mejora la tolerancia de la planta a la sal. El estrés por sal provoca la producción de especies reactivas de oxígeno potencialmente dañinas , como el peróxido de hidrógeno , en las células vegetales. El grupo encontró que STRK1 (la proteína codificada por STRK1) interactúa con una proteína llamada CatC, que pertenece a una familia de proteínas que descompone el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Por lo tanto, STRK1 aumenta la tolerancia de la planta al estrés salino al mantener los niveles de peróxido de hidrógeno bajo control, y por lo tanto minimiza el daño causado por la acumulación de especies reactivas de oxígeno.

Estos hallazgos interesantes acercan a la comunidad de investigación al desarrollo de plantas de arroz que prosperan en suelos salados. «La productividad agrícola está cada vez más amenazada por la salinización de las tierras agrícolas irrigadas … Nuestro trabajo demuestra que STRK1 es un gen candidato prometedor para la protección del rendimiento en plantas de cultivo expuestas al estrés salino», afirmó Xuan-Ming Liu.


Más información: Célula vegetal (2018). DOI: 10.1105 / tpc.17.01000Información del diario: Célula vegetalProporcionado por la Sociedad Americana de Biólogos de Plantas


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