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La señal de ‘estrés animal’ mejora la resistencia de las plantas a la sequía

sequía
Crédito: Pixabay / CC0 Public Domain

Un equipo de investigadores australianos y alemanes ha descubierto una vía novedosa que las plantas pueden utilizar para ahorrar agua y mejorar su tolerancia a la sequía.


por la Universidad de Adelaide


La investigación publicada hoy en Nature Communications muestra que la molécula GABA (ácido gamma-aminobutírico), más comúnmente asociada con la relajación en animales, puede controlar el tamaño de los poros en las hojas de las plantas para minimizar la pérdida de agua .

Matthew Gilliham, director del Instituto de Investigación Waite de la Universidad de Adelaide, quien dirigió el equipo de investigación, dijo que encontraron: «GABA minimizó la apertura de poros en una variedad de cultivos como cebada, haba y soja, y en plantas de laboratorio que producen más GABA de lo normal. Esto llevó a que las plantas de laboratorio usaran menos agua del suelo y sobrevivieran más tiempo en los experimentos de sequía «.

«Descubrimos que las plantas que producen una gran cantidad de GABA reducen cuánto se abren sus poros, por lo que respiran menos y reducen la pérdida de agua».

En un estudio anterior, los miembros del equipo encontraron que el GABA, conocido como una señal nerviosa en los animales, podría actuar como receptores de GABA de las plantas. Esto llevó a una nueva especulación de que GABA podría ser una señal tanto en plantas como en animales.

El autor principal del estudio, el Dr. Bo Xu, investigador postdoctoral del Centro de Excelencia en Biología Energética Vegetal del Australian Research Council (ARC), agrega: «Tanto las plantas como los animales producen GABA y le dan diferentes usos. Las plantas no tienen nervios, en cambio, parecen usar GABA para hacer coincidir sus niveles de energía con su respuesta al medio ambiente «.

«GABA no cierra los poros de las hojas como otras señales de estrés, actúa de una manera diferente: la cantidad de GABA que acumula una planta cuando está estresada determina cuánto aplica el pedal del freno para reducir la apertura de los poros a la mañana siguiente y el agua pérdida ese día, como un recuerdo de estrés del día anterior «.

Las plantas recuerdan la sequía
Durante la sequía, la molécula de señalización GABA se produce e inhibe la apertura de los poros de las hojas (izquierda). Si la enzima GAD2, que convierte el glutamato en GABA, se apaga genéticamente, los poros permanecen abiertos incluso durante la sequía: las plantas pierden más agua (centro). Si el gen de GAD2 se reintroduce en las células que se cierran, el defecto se revierte. El experimento muestra que las células del esfínter perciben el estrés de forma autónoma y reaccionan a él con la producción de GABA. Crédito: Rainer Hedrich / Universidad de Wuerzburg

El profesor Rainer Hedrich de la Universidad de Würzburg, pionero en el estudio de cómo las plantas regulan la pérdida de agua , dirigió el componente alemán del estudio.

«He estado estudiando cómo las plantas regulan sus poros estomáticos durante más de 35 años. Encontrar una forma completamente nueva e inesperada de regularlos ha sido sin duda uno de nuestros descubrimientos más sorprendentes. Espero ver cómo esto se traduce en el campo.»

El equipo recibió recientemente una nueva subvención del gobierno federal australiano para asociarse con investigadores de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y está buscando un nuevo doctorado. que los estudiantes se unan al equipo para descubrir nuevos componentes de la vía de señalización y probar su impacto en los cultivos.




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