Agricultura Agro, Cría y Medio Ambiente Botánica y Genética Estados Unidos

La investigación identifica un posible interruptor de encendido / apagado para el crecimiento de las plantas


Una nueva investigación de UC Riverside identifica una proteína que controla el crecimiento de las plantas: buenas noticias para una era en la que los cultivos pueden ser aplastados por el cambio climático.


por Jules Bernstein, Universidad de California – Riverside


Los investigadores encontraron la proteína, IRK, mientras buscaban pistas sobre la forma en que las células vegetales se dividen o expanden. Descubrieron IRK en las células de la raíz de una planta relacionada con la mostaza.

«Cuando esta proteína está presente, la raíz percibe una señal que le dice a las células que no se dividan», dijo Jaimie Van Norman, quien dirigió el estudio y es profesora asistente de ciencias de las plantas en la UCR. «Si podemos hacer que la planta ignore esas señales, podemos lograr que crezca en condiciones en las que de otra manera no podría».

El trabajo del equipo sobre IRK se publicó recientemente en Developmental Cell . La investigación demuestra que apagar el gen que produce IRK causa un aumento en el número de veces que las células de la raíz de la planta se dividen. Las células adicionales pueden conducir a raíces más grandes, y tal vez a plantas que son mejores para absorber nutrientes del suelo y crecer más.

Puede haber algunos casos en los que los agricultores también quieran limitar el crecimiento de las plantas. Por ejemplo, mantener pequeñas las malezas o tratar de detener el crecimiento de los cultivos hasta que pase una tormenta severa. IRK puede ser instrumental para lograr ambos objetivos.

«Este descubrimiento nos da otra forma de controlar el crecimiento», dijo Van Norman. «Comprender cómo la planta misma detiene el crecimiento también puede permitirnos acelerar el crecimiento».

Hasta ahora, el equipo de Van Norman solo ha probado los efectos de desactivar el gen IRK en Arabidopsis, el pariente mostaza. Sin embargo, Van Norman dijo que la proteína IRK también se encuentra en otras plantas de cultivo .

La investigación identifica un posible interruptor de encendido / apagado para el crecimiento de las plantas
La proteína IRK, representada en verde, se encuentra en un lado de la célula raíz de la planta. Crédito: Jaimie Van Norman / UCR

Esta investigación es notable no solo por su impacto potencial en los cultivos y la seguridad alimentaria , sino también porque las raíces han sido históricamente menos estudiadas que las partes de las plantas que se encuentran sobre el suelo . Esto probablemente se deba a la naturaleza relativamente inaccesible de las raíces, dijo Van Norman.

Sin embargo, las raíces son críticas para la supervivencia de las plantas y para la producción de órganos de plantas por encima del suelo, como hojas, flores y frutos. Por lo tanto, comprender su función y desarrollo es fundamental en los esfuerzos para mejorar la productividad de los cultivos.

Investigaciones anteriores han examinado el papel de las señales enviadas entre las células arriba y abajo de la planta desde las raíces hacia los brotes y viceversa. Este estudio muestra que la comunicación entre las células a través de la raíz también es importante.

«Había una hipótesis de larga data de que este tipo de comunicación horizontal entre células era importante, y este trabajo proporciona nuevas pruebas de que sí lo es», dijo Van Norman.

Luego, Van Norman espera entender si las raíces más grandes sobreviven mejor al estrés. Algunos de los mayores desafíos para los cultivos incluyen la sequía y los altos niveles de salinidad en los suelos.

Las sales se acumulan en el suelo tanto de fuentes naturales como artificiales, como los fertilizantes y las sales en las aguas de riego. Si se acumula demasiada sal cerca de la superficie del suelo , puede evitar procesos vitales en el crecimiento de las plantas e incluso puede causar que los cultivos fallen por completo.

Por precaución y sin mediciones precisas de salinidad, los agricultores tradicionalmente han regado demasiado sus campos para enviar sales a profundidades de suelo más bajas donde son menos dañinos para los cultivos. Sin embargo, esta práctica se está analizando a medida que escasea tanto la cantidad como la calidad del agua.

«Puede darse el caso de que al comprender lo que sucede cuando el gen productor de IRK se apaga, podemos hacer que el crecimiento de las raíces sea menos sensible a las condiciones del suelo que representan una amenaza para la seguridad alimentaria», dijo Van Norman.


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