La investigación revela que las raíces de las plantas cambian de forma y se ramifican en busca de agua


Los investigadores han descubierto cómo las raíces de las plantas adaptan su forma para maximizar su absorción de agua, deteniendo la ramificación cuando pierden contacto con el agua y solo reanudando una vez que se reconectan con la humedad, asegurando que puedan sobrevivir incluso en las condiciones más secas.


Por la Universidad de Nottingham


Los científicos de plantas de la Universidad de Nottingham han descubierto un nuevo mecanismo de detección de agua que han llamado “Hidroseñalización”, que muestra cómo el movimiento hormonal está relacionado con los flujos de agua. Los hallazgos han sido publicados hoy en Science.

El agua es la molécula limitante de la tasa de vida en la tierra. El impacto devastador del cambio climático está aumentando los efectos del estrés hídrico en la agricultura mundial. El cambio climático está provocando que los patrones de lluvia se vuelvan más erráticos, lo que afecta en particular a los cultivos de secano.

Las raíces juegan un papel fundamental para reducir el impacto del estrés hídrico en las plantas al adaptar su forma (como ramificarse o crecer más profundo) para asegurar más agua. Descubrir cómo las raíces de las plantas perciben y se adaptan al estrés hídrico es de vital importancia para ayudar a los cultivos a “prepararse para el futuro” y mejorar su resiliencia climática.

Usando imágenes de micro-CT de rayos X, los investigadores pudieron revelar que las raíces alteran su forma en respuesta a la disponibilidad de humedad externa al vincular el movimiento del agua con señales de hormonas vegetales que controlan la ramificación de la raíz.

Video que muestra que las raíces del tomate (tipo salvaje) no producen ramas en el aire o sin agua. 
Sin embargo, el mutante notabilis que es deficiente en la hormona ABA puede ramificarse en los espacios de aire del suelo. 
Crédito: Brian Atkinson, Universidad de Nottingham

El estudio proporciona información crítica sobre los genes y procesos clave que controlan la ramificación de las raíces en respuesta a la disponibilidad limitada de agua, lo que ayuda a los científicos a diseñar enfoques novedosos para manipular la arquitectura de las raíces para mejorar la captura de agua y el rendimiento de los cultivos.

El Dr. Poonam Mehra, becario postdoctoral de la Facultad de Biociencias, es uno de los autores principales y explica: “Cuando las raíces están en contacto con la humedad, una señal hormonal clave (auxina) se mueve hacia adentro con el agua, lo que desencadena nuevas ramas de raíces . Sin embargo, cuando las raíces pierden contacto con la humedad, dependen de fuentes de agua internas que movilizan otra señal hormonal (ABA) hacia el exterior, que actúa para bloquear el movimiento hacia el interior de la señal de ramificación.Este mecanismo simple pero elegante permite que las raíces de las plantas afinen su forma para condiciones locales y optimizar el forrajeo”.

El profesor Malcolm Bennett, codirector de la investigación, agrega: “Nuestra investigación de plantas es de vital importancia para comprender cómo podemos preparar cultivos para el futuro y encontrar formas de garantizar rendimientos de cultivos exitosos incluso en los climas más desafiantes. Ya estamos experimentando un clima más cálido y diseñando Las plantas que aún pueden acceder al agua en estas condiciones son vitales y esta investigación es un paso muy importante para comprender cómo hacerlo”.

Continuó: “Estos nuevos descubrimientos solo fueron posibles gracias a las herramientas de vanguardia y los enfoques colaborativos de los autores, que involucraron a un equipo internacional de científicos con sede en el Reino Unido, Bélgica, Suecia, EE. UU. e Israel”.

Más información: Poonam Mehra et al, La redistribución de la hormona sensible al flujo hidráulico determina la ramificación de la raíz, Science (2022). DOI: 10.1126/ciencia.add3771 . www.science.org/doi/10.1126/science.add3771