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Los biólogos descubren una forma de impermeabilizar las plantas

Los biólogos descubren una forma de impermeabilizar las plantas
La especie vegetal Thale berro, Arabidopsis thaliana después de haber estado expuesta a condiciones de bajo oxígeno. La fila inferior de plantas recibió un pretratamiento con etileno, lo que desencadenó el ‘mecanismo de anticipación de la hipoxia’ que hace que entren en modo de supervivencia más rápido. Por lo tanto, estas plantas sobreviven visiblemente a la deficiencia de oxígeno mejor que las plantas sin tratar en la fila superior. Crédito: Universidad de Utrecht

Científicos de la Universidad de Utrecht han descubierto cómo algunas plantas pueden detectar rápidamente que están bajo el agua cuando se inundan e iniciar procesos que evitan que se ahoguen. 


por la Facultad de Ciencias de la Universidad de Utrecht


Las inundaciones causan pérdidas de rendimiento generalizadas anualmente debido a la extrema sensibilidad a las inundaciones de la mayoría de los cultivos principales. En un estudio publicado en Nature Communications , los investigadores demuestran cómo las plantas utilizan la hormona gaseosa etileno como señal para desencadenar reacciones de supervivencia bajo el agua. La identificación de este mecanismo de señalización y los genes involucrados pueden allanar el camino hacia cultivos resistentes al estrés y a prueba de inundaciones que pueden mantener los rendimientos incluso en condiciones estresantes.

El calentamiento global da como resultado una mayor incidencia no solo de sequías y olas de calor, sino también de un aumento de las precipitaciones y un mayor riesgo de inundaciones. Este es un problema importante para los cultivos. Al igual que los humanos, las plantas necesitan oxígeno para sobrevivir y la falta de él bajo el agua hace que se asfixien. El devastador impacto agrícola de las inundaciones es, por tanto, tan inmenso como otros fenómenos meteorológicos extremos como la sequía. Por ejemplo, la inundación de un campo de papa puede causar una pérdida total de rendimiento en tan solo 24 horas. Por lo tanto, es absolutamente esencial comprender los mecanismos de resiliencia de las plantas para avanzar hacia cultivos resistentes a las inundaciones. Esto puede marcar una gran diferencia con respecto a la seguridad alimentaria y la mitigación de importantes pérdidas económicas.

Respuesta de supervivencia

«Si las plantas pueden detectar rápidamente que están inundadas, pueden iniciar procesos que aumentan sus posibilidades de supervivencia. Una estrategia, por ejemplo, es la llamada respuesta de esnórquel, en la que las hojas y los tallos aumentan el crecimiento hacia arriba para emerger del agua y Restaurar el contacto con el aire. Otra estrategia es suprimir el crecimiento y el metabolismo para minimizar el consumo de oxígeno y energía hasta que las inundaciones retrocedan «, dice el primer autor Sjon Hartman, biólogo de plantas del grupo de Ecofisiología de Plantas de la Universidad de Utrecht. «Recientemente demostramos que la hormona vegetal gaseosa etileno juega un papel muy importante en esto. El etileno atrapado en las células de las plantas inundadas sirve como una señal de inundación para la planta».

Junto con colegas de Nijmegen, Dinamarca, Reino Unido y Estados Unidos, los investigadores ahora informan sobre sus hallazgos en Nature Communications y describen la serie de eventos moleculares que se desencadenan tras una inundación de plantas y los genes involucrados. Demuestran que la acumulación de etileno en plantas inundadas desencadena una respuesta de supervivencia en las plantas en una etapa temprana, incluso antes de que los niveles de oxígeno desciendan. «Esto es muy útil: una planta que entra en modo de supervivencia temprano puede durar más bajo el agua y eso puede marcar la diferencia entre la vida y la muerte», dice Hartman.

Cultivos a prueba de futuro

El descubrimiento de este mecanismo de tolerancia tiene un gran potencial para el futuro desarrollo de cultivos tolerantes a las inundaciones . «Ahora que conocemos los genes asociados con la supervivencia de las inundaciones, podemos volver a introducirlos en las plantas que carecen de ellos y así programar las plantas inundadas para que entren en modo de supervivencia antes», dicen los líderes de la investigación, el Dr. Rashmi Sasidharan y el profesor Rens Voesenek de la Universidad de Utrecht. . «Esto nos permitirá producir cultivos a prueba de futuro que sean más capaces de resistir las inundaciones».


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