Las plantas transportan agua y nutrientes de su entorno a través de poros especializados.
Investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE) han descubierto un mecanismo poco conocido, pero esencial para el correcto funcionamiento de las plantas: la direccionalidad del transporte de nutrientes en las raíces. El equipo demuestra que este transporte se vuelve unidireccional a medida que la raíz se desarrolla.
Este descubrimiento destaca el papel fundamental de los poros que conectan las células vegetales y abre nuevas perspectivas para mejorar la resistencia de las plantas al estrés hídrico. Estos hallazgos se publican en la revista Molecular Plant .
Las raíces desempeñan un papel vital en la absorción de agua y nutrientes, esencial para el crecimiento , desarrollo, reproducción y productividad de las plantas, especialmente en cultivos de interés agronómico. El agua y los nutrientes del suelo circundante son absorbidos primero activamente por la capa radicular más externa, la epidermis.
Desde allí, deben atravesar varias capas concéntricas de células para llegar a los tejidos vasculares centrales, que distribuyen estos elementos por toda la planta a través de la savia.
Estas capas radiculares se organizan en estructuras distintas: epidermis, corteza, endodermis y tejido vascular. Durante más de un siglo, los científicos han asumido que el agua y los nutrientes atraviesan estas capas a través de los plasmodesmos, poros microscópicos que conectan las células vegetales y forman canales para el intercambio de moléculas.
«Aunque esto se ha enseñado ampliamente, nunca se había demostrado directamente. Queríamos poner a prueba esta suposición experimentalmente», explica Marie Barberon, profesora del Departamento de Ciencias Vegetales de la Facultad de Ciencias de la UNIGE.
Una suposición cuestionada
El laboratorio del profesor Barberon investiga cómo se regula la absorción de nutrientes durante el desarrollo radicular y la diferenciación celular. Mediante pequeñas moléculas fluorescentes (GFP, proteína fluorescente verde), el equipo pudo rastrear cómo las sustancias viajan a través de los plasmodesmos en Arabidopsis thaliana, una especie vegetal modelo. En raíces jóvenes, donde las células aún no están completamente especializadas (por ejemplo, antes de la formación de los tejidos vasculares), las moléculas de GFP podían moverse libremente en ambas direcciones: de las capas externas a las internas y viceversa.
«Pero en raíces maduras, observamos que el transporte se vuelve unidireccional, estrictamente desde la periferia hacia los vasos centrales», explica Léa Jacquier, investigadora del laboratorio de Marie Barberon y primera autora de este estudio. Las moléculas de GFP ubicadas en las capas externas se encontraron posteriormente en tejidos más profundos, pero nunca al revés.
«Esto fue inesperado, pero probablemente refleja un sistema optimizado que garantiza que los recursos esenciales lleguen eficientemente a los tejidos vasculares», agrega Celeste Fiorenza, estudiante de doctorado en el laboratorio de Marie Barberon y coautora del estudio.
Plantas mutantes con mejor resistencia a la sequía
Para comprender qué controla este transporte unidireccional, los científicos buscaron mutantes genéticos que permitieran el movimiento bidireccional. Identificaron un mutante, llamado sésamo, cuyos plasmodesmos eran anormalmente anchos.
Esto sugiere que el tamaño de estos poros es clave para asegurar un flujo unidireccional. Si bien las plantas mutantes de sésamo mostraron solo deficiencias nutricionales menores en condiciones óptimas de crecimiento, fueron mucho más resistentes durante la sequía. Tras dos semanas sin agua, solo unas pocas plantas normales reanudaron su crecimiento al volver a regarlas, pero la mayoría de las plantas de sésamo se recuperaron considerablemente.
«Aún no sabemos exactamente cómo estas plantas se adaptan mejor a la sequía», afirma Marie Barberon, «pero nuestros hallazgos muestran que comprender los mecanismos de transporte intercelular podría dar lugar a cultivos que absorban nutrientes de forma más eficiente o resistan el estrés hídrico , un aspecto crucial para la agricultura ante el cambio climático».
Más información: Léa Jacquier et al., Un interruptor de desarrollo controla el transporte intercelular en raíces mediante cambios en los plasmodesmos ligados a la pectina, Molecular Plant (2025). DOI: 10.1016/j.molp.2025.07.004
