La colza y otras plantas crucíferas del género Brassica tienen las mayores necesidades de vitamina boro entre las especies cultivadas. La deficiencia de boro tiene un efecto devastador en la colza y plantas afines. Sin embargo, se sabe poco sobre los mecanismos genéticos subyacentes. En un nuevo estudio, los científicos muestran que la respuesta a la deficiencia aguda de boro crónica o de corta duración es similar a la respuesta a plagas e infecciones. Estos resultados sientan las bases para el cultivo de plantas que puedan afrontar mejor la deficiencia de boro y evitar las pérdidas de rendimiento asociadas.
Magdalena Eisenmann escribe sobre esto en un comunicado de la Universidad Técnica de Munich.
La colza y las plantas afines tienen una gran necesidad de boro. La deficiencia de boro a menudo no se nota en el exterior de las plantas afectadas durante mucho tiempo, especialmente durante las etapas vegetativas. Sin embargo, esto tiene graves consecuencias: en primer lugar, la deficiencia de boro ralentiza el crecimiento de las raíces y luego las flores pueden marchitarse y morir prematuramente, lo que provoca grandes pérdidas de semillas.
Para comprender los mecanismos subyacentes, investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM), la Universidad de Bielefeld y el Instituto de Genética Vegetal e Investigación de Cultivos. Leibniz (IPK) investigó qué genes están activos en la deficiencia de boro y cuáles son activos en la deficiencia de boro. El estudio fue publicado en la revista Physiologia Plantarum.
En la primera etapa, las plantas responden a la deficiencia de boro produciendo más proteínas de transporte que absorben nutrientes. Sin embargo, si la deficiencia persiste, la respuesta al estrés pasa a primer plano en el desarrollo de flores que son importantes para la cosecha. Esto se asemeja a una reacción ante un ataque de plagas, una lesión o una infección y provoca la muerte de las flores afectadas.
El análisis de enriquecimiento a término GO mostró una respuesta creciente, que recuerda al ataque de un patógeno o una plaga, que se convirtió en una enorme respuesta transcriptómica en las cabezas de los brotes a mitad de la floración. La agrupación de genes expresados diferencialmente en este tejido en contenedores MapMan funcionales reveló un enriquecimiento de genes relacionados con heridas, ácido jasmónico y factores de transcripción WRKY. Los genes candidatos seleccionados de los contenedores de estrés biótico de MapMan incluyen genes de la familia de las metacaspasas, que participan en la orquestación de la muerte celular programada.
Aún se desconoce si la respuesta es una respuesta específica de la planta para conservar recursos para una posible floración posterior o si la vía de señalización se activa involuntariamente. Tanto la deficiencia de boro como las infecciones dañan las paredes celulares de las plantas. El daño a la pared celular puede simular una infección y generar una señal similar incluso en ausencia de una amenaza infecciosa.
El cambio climático puede hacer que la deficiencia de boro sea aún más común en el futuro. Por ejemplo, en Europa Central se esperan inviernos con abundantes precipitaciones y largos períodos secos en primavera y verano. Como resultado, los nutrientes solubles en agua se lixiviarán cada vez más del suelo en invierno y, en una primavera seca, no habrá suficiente humedad en el suelo para que las plantas absorban los nutrientes.
En estas condiciones, es difícil compensar las deficiencias de nutrientes con una fertilización específica. “O el boro del suelo no llega a la planta, o una deficiencia de boro no detectada está causando daños a las vías de agua y nutrientes. Como resultado, el boro aplicado ya no se puede transportar a los lugares de la planta donde se necesita”, afirma el profesor Gerd Patrick Bienert del Departamento de Fisiología de Cultivos de la TUM.
El desarrollo de variedades de colza que puedan procesar eficientemente el boro, o que absorban eficientemente agua y boro al mismo tiempo, ayudará a proteger las cosechas futuras. Los resultados de los investigadores ayudan a identificar posibles puntos de partida en el fitomejoramiento.
“Identificar y deducir los mecanismos de eficiencia del boro y cultivar variedades eficientes en boro será cada vez más importante en el contexto del cambio climático. Es esencial disponer de cantidades suficientes de boro para obtener rendimientos estables de los cultivos, especialmente en condiciones de estrés hídrico”, afirma el investigador de cultivos Bienert. Mientras tanto, sólo en Europa la producción anual de colza supera sistemáticamente los 20 millones de toneladas. Las pérdidas de rendimiento y calidad de la colza asociadas con la deficiencia de boro se producen principalmente en los países nórdicos, Canadá y China.
Fuente: Universidad Técnica de Munich. Autor: Magdalena Eisenmann.
En la foto del título se puede ver una descripción general de la influencia fenotípica de las condiciones de crecimiento deficientes en B (-B) y suficientes en B (+B) sobre el estado general y el desarrollo de la inflorescencia de Brassica napus en la etapa (A) de BBCH 51. crecimiento (la inflorescencia principal en el medio de las hojas superiores es visible) las flores no se abren desde arriba), (B) etapa de crecimiento BBCH 60–61 (primeras flores abiertas), (C) etapa de crecimiento BBCH 60–61 más 4 días, y (D) etapa de crecimiento BBCH 60–61 más 14 días.
Foto: Fisiología Plantarum (2023). DOI: 10.1111/persona14088
