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Función inmune de pequeños cloroplastos en las células epidérmicas de las plantas

Función inmune de pequeños cloroplastos en las células epidérmicas de las plantas.
Los cloroplastos epidérmicos de las plantas participan en el aumento de la resistencia a la invasión de hongos patógenos. La infección por hongos comienza con la invasión de la epidermis de la planta. En respuesta a los ataques de hongos, los pequeños cloroplastos epidérmicos presentes en la epidermis de la planta se mueven dentro de las células y aparecen en la capa superficial. Específicamente se acumulan múltiples factores inmunes en el cloroplasto epidérmico, y se refuerza la resistencia para prevenir la invasión de hongos. Crédito: Hiroki Irieda, Universidad Shinshu

Se dice que entre el 10 y el 15% de la pérdida de producción agrícola mundial es causada por enfermedades, lo que equivale a los alimentos para unos 500 millones de personas.


por la Universidad Shinshu


Y dado que el 70-80% de esta enfermedad de las plantas es causada por hongos filamentosos, proteger los cultivos de los hongos filamentosos es un tema importante para alimentar eficazmente a la población mundial. Para que los hongos patógenos infecten las plantas, deben atravesar las células epidérmicas de la planta e invadir el interior. En otras palabras, las células epidérmicas vegetales actúan como la primera barrera para detener el ataque de hongos patógenos en el medio ambiente. Entonces, ¿qué tipo de funciones de defensa tienen las células epidérmicas?

Curiosamente, se sabía que la epidermis de las plantas contiene pequeños cloroplastos que no están tan involucrados en la fotosíntesis. Sin embargo, no estaba claro qué función tenía. ¿Por qué hay pequeños cloroplastos en la epidermis de las plantas que no contribuyen mucho a la fotosíntesis?

El profesor asistente Hiroki Irieda de la Facultad de Agricultura de la Universidad de Shinshu y el profesor Yoshitaka Takano de la Escuela de Graduados de Agricultura de la Universidad de Kyoto descubrieron que los pequeños cloroplastos en la epidermis de las plantas controlan la entrada de patógenos fúngicos. El dúo descubrió que los pequeños cloroplastos se mueven dentro de la célula de manera espectacular hacia la capa superficial en respuesta al ataque de hongos y están involucrados en dicha respuesta de defensa. Además, el dúo descubrió que múltiples factores inmunes involucrados en la respuesta de defensa de las plantas se encuentran específicamente en el cloroplasto epidérmico , lo que contribuye a mejorar la resistencia a la invasión de hongos filamentosos patógenos.. Con base en esta investigación, esperan desarrollar tecnología de protección de cultivos para mejorar y controlar la función del cloroplasto de la epidermis de la planta, que funciona como una barrera contra los invasores extraños, y para aumentar la inmunidad de las plantas, lo que con suerte conducirá a la reducción del daño causado por las enfermedades. y mejora de la producción de alimentos.

En este estudio, el dúo investigó primero a qué tipo de hongos patógenos responden los cloroplastos epidérmicos. Como resultado, encontraron que múltiples hongos filamentosos patógenos causan la migración superficial de los cloroplastos epidérmicos. Curiosamente, también se encontró que estos hongos filamentosos patógenos eran los llamados «no adaptados» y estaban bloqueados para invadir las células epidérmicas . Por otro lado, es más probable que los hongos patógenos adaptados invadan la epidermis en plantas en las que los cloroplastos epidérmicos han dejado de migrar a la capa superficial.

A continuación, consiguieron encontrar proteínas vegetales implicadas en la migración superficial de los cloroplastos epidérmicos. Cuando una planta que produce en exceso esta proteína fue creada por introducción de transferencia genética, los cloroplastos epidérmicos no se movieron a la capa superficial contra los hongos filamentosos patógenos. En esta planta transgénica se reduce la inmunidad a la invasión epidérmica de hongos filamentosos patógenos. También se encontró que es más probable que los hongos patógenos invadan la epidermis en plantas en las que los cloroplastos epidérmicos han dejado de migrar a la capa superficial. Estos resultados indican que la migración de cloroplastos epidérmicos a la capa superficial está involucrada en la respuesta de defensa que bloquea la invasión de hongos patógenos.

Además, se reveló que múltiples factores involucrados en la inmunidad de las plantas se encuentran específicamente en el cloroplasto epidérmico. Además, en plantas mutantes en las que no funcionaban estos tipos de factores inmunitarios que se encuentran en los cloroplastos epidérmicos, se confirmó la migración de los cloroplastos epidérmicos a la capa superficial , pero aumentó la tasa de invasión de hongos patógenos.

En plantas que suprimen la migración intracelular del cloroplasto epidérmico, se reduce la inmunidad a la invasión epidérmica de hongos filamentosos patógenos. Con base en los resultados de este estudio, el dúo espera desarrollar tecnología para mejorar y controlar la función de los cloroplastos epidérmicos, como el aumento de la eficiencia de migración intracelular de los cloroplastos epidérmicos cuando son atacados por hongos patógenos hongos filamentosos .



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