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Las mejores raíces de anclaje ayudan a los cultivos a crecer en suelos pobres


Se ha identificado un metabolito en las plantas que regula el crecimiento de las raíces de anclaje, vital para mantener la absorción de agua y nutrientes en las plantas, y puede tener aplicaciones útiles en la agricultura.


por la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología


Los compuestos de pigmento llamados carotenoides se encuentran en todas las plantas y juegan un papel clave en la fotosíntesis exitosa y en la generación de hormonas y metabolitos vegetales. Estos productos se forman cuando la actividad enzimática hace que las moléculas de carotenoides se dividan, un proceso conocido como escisión. Si bien se sabe que muchos productos de carotenoides desempeñan funciones biológicas clave, se sabe menos sobre un grupo de moléculas de escisión llamadas di-apocarotenoides.

«Los di-apocarotenoides rara vez se han caracterizado por su inestabilidad y baja abundancia», dice el científico de investigación de KAUST Kunpeng Jia, quien trabajó en el proyecto bajo la supervisión de Salim Al-Babili de KAUST. «De hecho, apenas comenzamos a comprender cuál podría ser su importancia biológica y qué funciones tienen».

Los investigadores de KAUST, en colaboración con científicos de los Estados Unidos y Alemania, realizaron un extenso estudio sobre la presencia y las actividades biológicas de los di-apocarotenoides en las plantas de Arabidopsis utilizando estudios de desarrollo y técnicas de análisis analítico de vanguardia. Trabajar con compuestos inherentemente inestables que tienen bajo peso molecular dentro de los tejidos vegetales fue un verdadero desafío para Jianing Mi, del equipo de Al-Babili, que perfeccionó las técnicas de laboratorio para extraer y analizar las moléculas sin dañarlas.

«Identificamos el di-apocarotenoide anchoreno como un metabolito que envía una señal específica para desencadenar la formación de raíces de anclaje de Arabidopsis», dice Jia. «Debido a que el anchoreno es un producto de carotenoides, también se requiere la biosíntesis correcta de carotenoides para la formación de raíces saludables. Confirmamos esto usando inhibidores químicos y mutantes de Arabidopsis».

Experimentos posteriores mostraron que anchorene modula la distribución de la hormona vegetal auxina en el sitio de formación de la raíz de anclaje, lo que estimula el crecimiento. Jia y sus colegas encontraron que el aumento de los niveles de anchoreno en las plantas con deficiencia de carotenoides rescató el crecimiento de las raíces de ancla, al tiempo que promovió el crecimiento en las plántulas normales. Cuando modificaron la estructura de anchorene, resultó en la pérdida de actividad.

«Nos gustaría explorar aún más la importancia biológica del anchoreno, y también esperamos comprender exactamente cómo las plantas producen este metabolito», dice Jia. «También examinaremos la actividad biológica del anchoreno en las plantas de cultivo porque nuestros hallazgos pueden ser relevantes para aumentar los rendimientos».

«Anchorene cambia la arquitectura de la raíz al promover la formación de raíces de anclaje, lo que aumenta el volumen de la raíz y facilita la absorción de agua y nutrientes», agrega Al-Babili. «Por lo tanto, puede ser posible aplicar anchoreno en suelos deficientes en nutrientes para promover el crecimiento de las raíces».


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