Las plantas pueden resistir los desafíos del cambio climático y recuperarse de la sequía ajustando el ‘código químico’ de la lignina


Un nuevo estudio muestra que podemos crear y/o seleccionar plantas que puedan recuperarse mejor de la sequía sin afectar el tamaño de la planta o el rendimiento de la semilla modificando genéticamente su química de lignina. 


por la Universidad de Estocolmo


Estos resultados podrían utilizarse tanto en la agricultura como en la silvicultura para hacer frente a los futuros desafíos climáticos.

La lignina, el segundo biopolímero más abundante en la Tierra, representa alrededor del 30 por ciento del carbono total del planeta. Permite que las plantas conduzcan el agua y se mantengan erguidas; sin lignina, las plantas no pueden crecer ni sobrevivir.

«Las plantas están formadas por muchas células diferentes, algunas de ellas están reforzadas con lignina y se ensamblan entre sí para formar un tubo que conduce el agua, como una pajilla para beber tu cóctel», explica Delphine Ménard, directora de la plataforma de cultivos celulares de Estocolmo. Departamento de Ecología, Medio Ambiente y Ciencias Vegetales de la Universidad (DEEP), «la lignina es tan fuerte que las células de la tubería pueden resistir el vacío mientras que otras células se aplanan».

Durante mucho tiempo, los científicos no consideraron que la lignina tuviera un «código» como el ADN o las proteínas. Investigadores dirigidos por DEEP en colaboración con el Departamento de Química de Materiales y Medio Ambiente de la Universidad de Estocolmo (MMK) y la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio (TUAT) ahora han desafiado este viejo paradigma al demostrar la existencia de un «código químico» de lignina. Demostraron que cada célula usa este «código químico» para ajustar su lignina para funcionar de manera óptima y resistir el estrés. Estos resultados se publican en The Plant Cell y podrían usarse tanto en la agricultura como en la silvicultura para enfrentar los desafíos climáticos futuros.

«Solo se necesita un cambio químico simple, solo un átomo de hidrógeno aparte del alcohol al aldehído para hacer que las plantas sean altamente resistentes a la sequía en condiciones en las que las plantas ricas en alcohol morirían», explica Edouard Pesquet, profesor asociado de fisiología vegetal molecular y autor principal. de El estudio.

Curiosamente, el profesor Shinya Kajita de TUAT demostró que estos grandes aumentos de aldehídos de lignina pueden ocurrir naturalmente en la naturaleza. En la industria de la seda japonesa, por ejemplo, la oruga de la seda ha utilizado y apreciado durante mucho tiempo la morera con los niveles más altos de aldehído de lignina.

«Estos resultados revisan nuestra comprensión de la lignina y la conducción de agua de las plantas, pero también abren grandes posibilidades para usar el código de la lignina para mejorar los cultivos y los árboles para hacer frente a los problemas de disponibilidad de agua. La modificación de la química de la lignina a nivel de una sola célula es, en última instancia, el mecanismo que permite a las plantas para crecer, hidratarse y resistir el estrés del cambio climático», dice Edouard Pesquet.


Más información: Delphine Ménard et al, La biomecánica vegetal y la resiliencia a los cambios ambientales están controladas por químicas de lignina específicas en cada tipo y morfotipo de célula vascular, 

The Plant Cell (2022). DOI: 10.1093/plcell/koac284 . 



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