Las raíces de las plantas tienen su propio termómetro para medir la temperatura del suelo a su alrededor y ajustan su crecimiento en consecuencia. A través de extensos experimentos, un equipo dirigido por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) pudo demostrar que las raíces tienen su propio sistema de respuesta y detección de temperatura.
por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
En un nuevo estudio en The EMBO Journal , los científicos también brindan una nueva explicación de cómo las raíces detectan y reaccionan a temperaturas más altas. Los resultados podrían ayudar a desarrollar nuevos enfoques para el fitomejoramiento.
Los investigadores utilizaron cámaras climáticas para investigar cómo reaccionan el berro thale, el organismo modelo de la planta, y los dos cultivos, el repollo y los tomates, al aumento de la temperatura ambiente . Aumentaron la temperatura ambiente de 20 a 28°C (68 a 82,4° Fahrenheit).
“Hasta ahora, se suponía que el brote de la planta controlaba el proceso de toda la planta y actuaba como un transmisor de larga distancia que le indicaba a la raíz que debía alterar su crecimiento”, dice el profesor Marcel Quint del Instituto de Agricultura y Nutrición. Ciencias en la MLU. Su equipo ahora ha podido refutar esto a través de extensos experimentos en cooperación con investigadores del Instituto Leibniz de Bioquímica Vegetal (IPB), ETH Zurich y el Instituto Max Planck para la Investigación de Fitomejoramiento en Colonia. En un experimento, los científicos cortaron los brotes de las plantas pero permitieron que las raíces siguieran creciendo.
“Descubrimos que las raíces no se vieron afectadas por esto y crecieron a temperaturas elevadas de la misma manera que en las plantas con brotes intactos. La temperatura más alta estimuló la división celular y las raíces se hicieron significativamente más largas”, dice Quint. El equipo también utilizó plantas mutantes cuyos brotes ya no podían detectar ni responder a temperaturas más altas. Estos fueron injertados en raíces sin este defecto. Aquí, también, las raíces pudieron reaccionar al calor del suelo, aunque el brote no hizo nada.
Los investigadores encontraron en todos sus experimentos que las células de la raíz aumentaban la producción de la hormona del crecimiento auxina, que luego se transportaba a las puntas de las raíces. Allí, estimuló la división celular y permitió que las raíces se adentraran más en el suelo. “Como el calor y la sequía suelen ocurrir en conjunto, tiene sentido que las plantas aprovechen las capas de suelo más profundas y frías que contienen agua”, explica Quint.
Los científicos han entendido cómo reaccionan los brotes de las plantas a temperaturas más altas desde hace algún tiempo. Sus células también producen más auxina, pero la planta reacciona de manera diferente a sus raíces. Las células del brote se estiran, el tallo crece más alto y las hojas se vuelven más estrechas y se separan más.
El estudio también proporciona nuevos conocimientos para el fitomejoramiento. “En vista del cambio climático, el crecimiento de las raíces se está volviendo cada vez más importante para el mejoramiento. Comprender la base molecular del crecimiento de las raíces dependiente de la temperatura podría ayudar a equipar de manera efectiva a las plantas contra el estrés por sequía y lograr rendimientos estables a largo plazo”, dice Quint.
El equipo de Quint continuará su trabajo en este campo de investigación en los próximos años.
Más información: Haiyue Ai et al, La regulación dependiente de auxina de las tasas de división celular gobierna la termomorfogénesis de la raíz, The EMBO Journal (2023). DOI: 10.15252/embj.2022111926
