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El sistema de ahorro de agua de la planta funciona como un reloj, se da cuenta

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Crédito: CC0 Public Domain

Las plantas, al igual que los humanos, tienen relojes circadianos que les permiten saber la hora. En los humanos, este mecanismo de relojería celular influye en el momento en que nos despertamos y dormimos.


por John Innes Center


Las plantas dependen tanto de la luz del día que los relojes circadianos son aún más influyentes, regulando la tasa de fotosíntesis, intercambio de gases y transpiración, que es el flujo de agua a través del tallo y la evaporación de las hojas.

Ahora, los investigadores han descubierto que estos relojes biológicos desempeñan un papel fundamental en el consumo de agua, lo que permite a las plantas utilizar este preciado recurso de manera más eficiente.

Llevaron a cabo una serie de experimentos con plantas modelo de laboratorio en las que se habían modificado los genes que codifican los ritmos circadianos.

Algunos cambios hicieron que las plantas usaran más agua en relación con el crecimiento, pero, inesperadamente, los experimentos revelaron que algunos de estos cambios en los ritmos circadianos permitieron que las plantas crecieran fuertes y saludables mientras usaban menos agua. El estudio revela que es todo el sistema circadiano el que afecta la eficiencia del uso del agua, no solo una parte específica.

La investigación abre una oportunidad para la puesta a punto de los cultivos para utilizar el agua de manera más eficiente: perdiendo menos agua por transpiración mientras aún crece.

La agricultura representa alrededor del 80% del agua dulce utilizada en todo el mundo. Por lo tanto, comprender los procesos en las plantas que afectan la cantidad de agua que usan es de vital importancia para desarrollar cultivos que sean productivos pero que usen menos agua.

Las plantas transpiran agua con un ritmo diario porque los estomas, pequeños poros en la superficie de las hojas, generalmente se abren solo durante el día. Estudios anteriores demostraron que la apertura diaria está regulada por ritmos circadianos.

«Pensamos que los ritmos circadianos podrían tener un gran impacto en la cantidad de agua que usan las plantas. Y nuestros experimentos muestran que este es el caso», explica el Dr. Antony Dodd del John Innes Center, quien es el autor principal del estudio. .

«El objetivo general del trabajo radica en reducir la cantidad de agua que se utiliza en el riego de cultivos para mejorar la sostenibilidad de la producción agrícola de alimentos».

El estudio revela que los genes del reloj circadiano alterados afectan la eficiencia del uso del agua de diversas formas. Además de ajustar el proceso de transpiración, el reloj alterado influye en cómo crecen las hojas grandes, lo que afecta la cantidad de agua que usa la planta. Estos cambios, junto con otros, explican las mejoras en la eficiencia del uso del agua que observaron los investigadores.

Los siguientes pasos del estudio serán descubrir los mecanismos celulares que explican cómo los ritmos circadianos regulan la pérdida de agua de las plantas y establecer la importancia de los hallazgos en cultivos clave, utilizando el conocimiento de las plantas modelo utilizadas en este estudio. El trabajo adicional podría involucrar investigar el papel de la temperatura en cómo el reloj afecta la eficiencia del uso del agua.

La investigación fue financiada por BBSRC (el GEN ISP en JIC y el programa de doctorado SWBio en Bristol), y fue en colaboración con el profesor Alistair Hetherington (Universidad de Bristol).

«El reloj circadiano contribuye a la eficiencia hídrica a largo plazo de Arabidopsis» aparece en la revista Plant Physiology .



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