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Posible explicación para un crecimiento más eficiente del maíz

Posible explicación para un crecimiento más eficiente del maíz
Hojas de una planta de maíz. Crédito: HHU / Margaret Bezrutczyk

El maíz tiene una tasa de productividad significativamente más alta en comparación con muchos otros cultivos. 


por la Universidad Heinrich-Heine de Duesseldorf


La anatomía particular de la hoja y la forma especial de fotosíntesis (conocida como C4) desarrolladas durante su evolución permiten que el maíz crezca considerablemente más rápido que las plantas comparables. Como resultado, el maíz necesita estrategias de transporte más eficientes para distribuir los fotoasimilados producidos durante la fotosíntesis por toda la planta.

Los investigadores de HHU han descubierto ahora un mecanismo de carga de floema que no se ha descrito antes: la vaina del haz que rodea la vasculatura como el lugar para el transporte real de compuestos como azúcares o aminoácidos. El desarrollo de este mecanismo podría haber sido el paso evolutivo decisivo hacia la mayor tasa de transporte que ha hecho que las plantas de maíz sean especialmente exitosas y útiles. También es probable que esté relacionado con la fotosíntesis C4 más efectiva que usa el maíz en comparación con otras plantas, que solo usan la fotosíntesis C3. El estudio fue dirigido por el Dr. Ji Yun Kim y el Prof. Dr. Wolf B. Frommer del Instituto de Fisiología Molecular de HHU.

Las hojas de las plantas tienen diferentes estructuras en los lados superior (adaxial) e inferior (abaxial), y cada lado realiza diferentes tareas. En el maíz, por ejemplo, los transportadores de sacarosa (SWEET) actúan en las ‘ células de la vaina del haz ‘ (que enmarcan el haz vascular como una corona) en el lado abaxial de la hoja. En la planta modelo Arabidopsis thaliana, los azúcares liberados a través de DULCES de las células del parénquima del floema se transportan directamente a las células compañeras vecinas mediante transporte activo. En el maíz, el azúcar es liberado en la dirección del floema por dos grandes células de la vaina. La gran superficie de las células de la vaina del haz en comparación con el parénquima del floema permite velocidades de transporte mucho más altas. En comparación con Arabidopsis, el maíz podría transportar azúcar de manera más eficaz.

La estudiante de doctorado y primera autora Margaret Bezrutczyk de HHU enfatiza: «Las células de la vaina del haz dispuestas en una corona tienen el mismo aspecto a primera vista. El enfoque de secuenciación de una sola célula que usamos hizo posible por primera vez distinguir entre diferentes tipos de células de la vaina del haz en una hoja de maíz. Con esta tecnología, esperamos que en el futuro se descubran más tipos de células, especialmente las de los haces vasculares «.

El profesor Frommer, director del instituto, enfatiza la importancia del hallazgo, diciendo: «Las plantas de maíz son extremadamente productivas debido a su fotosíntesis C4. Es concebible que la productividad del arroz u otros cultivos se pueda aumentar transfiriendo el mecanismo de carga del maíz a estos cultivos.»


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