Nueva estrategia para la fortificación con hierro del arroz


La deficiencia de hierro (Fe) se ha convertido en uno de los factores que limitan la calidad y la productividad de las plantas en todo el mundo. 


por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias


Recientemente se ha informado que IMA (IRONMAN), una familia de péptidos pequeños, desempeña un papel positivo en la respuesta a la deficiencia de Fe en Arabidopsis y arroz (Oryza sativa). Se identificaron dos genes OsIMA en arroz. Sin embargo, aún no estaba claro cómo OsIMA1 y OsIMA2 activan la respuesta de deficiencia de Fe en el arroz.

En un estudio publicado en el Journal of Experimental Botany , investigadores del Jardín Botánico Tropical Xishuangbanna (XTBG) de la Academia de Ciencias de China demostraron que IMA regula positivamente la homeostasis de Fe al interactuar con OsHRZ (Motivo de Haemerythrin-Containing Really Interesting New Gene and Zinc- Finger Proteins), y un péptido IMA artificial derivado de OsPRI1 es útil para la biofortificación de Fe en el arroz.

Para verificar si OsIMA1 y OsIMA2 interactúan con OsHRZ1 y OsHRZ2, los investigadores llevaron a cabo ensayos de dos híbridos de levadura. Descubrieron que las OsIMA interactúan físicamente con las OsHRZ en las células vegetales y las regiones C-terminales de las OsIMA contribuyen a las interacciones con las OsHRZ, y el último aminoácido A es necesario.

Para investigar más a fondo cómo los OsIMA regulan la respuesta a la deficiencia de Fe, los investigadores generaron plantas transgénicas que sobreexpresan OsIMA1 (OsIMAox) en las que el gen OsIMA1 fue impulsado por el promotor de la ubiquitina del maíz.

Descubrieron que las plantas OsIMA1ox imitan a las plantas mutantes hrz1-2 y OsHRZ1 y OsHRZ2 promueven la degradación de OsIMA. La región C-terminal de OsPRI es necesaria para las interacciones con OsHRZ1 y OsHRZ2.

Desarrollaron un pequeño péptido artificial, aIMA, que posee la capacidad de interactuar con OsHRZ y puede ser degradado por OsHRZ. De hecho, la mayor acumulación de Fe y la fertilidad normal se lograron en las plantas transgénicas que sobreexpresan los péptidos aIMA. A diferencia del fuerte aumento de la concentración de Fe en las plantas OsIMAox, se detectó un aumento moderado de Fe en las plantas aIMAox.

«La estrategia de IMA artificial puede aplicarse a otras especies de plantas más allá del arroz . Nuestra exploración de un péptido IMA artificial proporciona una nueva estrategia para la fortificación de Fe en los cultivos», dijo Liang Gang de XTBG.


Más información: Feng Peng et al, IRONMAN interactúa con OsHRZ1 y OsHRZ2 para mantener la homeostasis de Fe, 

Journal of Experimental Botany (2022). DOI: 10.1093/jxb/erac299



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