Los científicos han encontrado una manera de «pelo» las raíces para una mejor absorción de nitrógeno.
Un estudio realizado por científicos del Instituto de Genética Vegetal e Investigación de Plantas Agrícolas que lleva el nombre. Leibniz muestra que la vía de señalización de las auxinas controla la formación de pelos radiculares para la absorción de nitrógeno.
Las plantas han desarrollado una variedad de estrategias adaptativas para optimizar el uso de la luz y los recursos del suelo del medio ambiente. Una de las respuestas adaptativas más notables es la plasticidad del desarrollo de sus sistemas radiculares para extraer nutrientes, cuyo contenido en el suelo difiere en el espacio y el tiempo.
Los pelos radiculares, el componente más importante que determina la superficie activa de la raíz, son una poderosa característica morfológica que ayuda a mejorar la absorción de agua y nutrientes. Son extensiones de células epidérmicas que aumentan eficazmente la superficie de la raíz y facilitan la exploración del suelo en busca de recursos.
El desarrollo del pelo radicular comienza con la especificación del destino celular, que determina si la célula epidérmica se convertirá en una célula formadora de pelo (tricoblasto) o en una célula sin pelo (atricoblasto).
“En nuestro estudio, mostramos por primera vez que la deficiencia de nitrógeno estimula fuertemente el alargamiento del pelo de la raíz en la especie modelo Arabidopsis thaliana y que esta respuesta es crítica para la viabilidad de las plantas en condiciones de bajo nivel de nitrógeno. «Luego combinamos enfoques de transcriptómica, genética molecular y biología celular para establecer que el alargamiento del cabello radicular inducido por nitrógeno se basa en una cascada de señalización de auxinas coordinada espacialmente que ingresa al programa de desarrollo del cabello radicular a través del módulo transcripcional epidérmico RHD6-LRL3″, explica el profesor. Dr. Nikolaus von Wieren, Jefe del Departamento de Fisiología y Biología Celular del Instituto Leibniz.
La cascada de señales consta de tres etapas. Al activar las enzimas TAA1 y YUCCA8, los niveles bajos de nitrógeno aumentan la acumulación de auxinas en el ápice de la raíz (etapa 1, síntesis). Luego, la auxina se dirige hacia la zona de diferenciación del pelo radicular a través de los transportadores AUX1 y PIN2 (paso 2, transporte). Al llegar, la auxina activa los factores de transcripción ARF6 y ARF8, estimulando el módulo transcripcional RHD6-LRL3, que está restringido a la epidermis e impulsa el alargamiento del cabello de la raíz en respuesta a la falta de nitrógeno (paso 3, señalización).
“En general, nuestros resultados indican que el alargamiento del pelo de la raíz representa una estrategia adicional inducida por el sistema para la respuesta de búsqueda de nitrógeno. Esto es relevante en relación con el deseo de desarrollar cultivos bajos en carbono que consuman menos fertilizantes nitrogenados sintéticos. Estos resultados añaden una nueva página a nuestra comprensión de las respuestas nutricionales de las raíces en ambientes bajos en nutrientes”, afirma el Dr. Zhongtao Jia, primer autor del estudio. Hizo hincapié en que unos pelos radiculares más abundantes y más largos podrían considerarse una estrategia de costo relativamente bajo para crear nuevos cultivos con una mayor eficiencia de absorción de nitrógeno.
(Fuente y gráfico: Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo. En la imagen se ve cómo la planta modelo Arabidopsis thaliana responde a la deficiencia de nitrógeno produciendo pelos radiculares más largos. La base de este proceso de varios pasos es la síntesis, el transporte y señalización de la hormona vegetal auxina).
