Agricultura Botánica y Genética Ciencia e Investigación Resto del Mundo

Reclutamiento de una vía de desarrollo de la raíz lateral en la formación del nódulo de la raíz de las legumbres


Los guisantes y otras legumbres desarrollan estructuras esféricas o cilíndricas, llamadas nódulos, en sus raíces para establecer una relación mutuamente beneficiosa con las bacterias que convierten el nitrógeno atmosférico en un nutriente utilizable para la planta de leguminosas. 


por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales


La simbiosis del nódulo radical permite que las legumbres crezcan en condiciones limitantes de nitrógeno donde la mayoría de las plantas no leguminosas no pueden sobrevivir. Los investigadores en Japón ahora tienen una mejor comprensión de cómo evolucionó la relación simbiótica.

Publicaron sus resultados en noviembre de 2019 en Science .

«Nos propusimos comprender cómo las legumbres adquirieron la capacidad de formar nódulos de raíz que son esenciales para establecer la relación simbiótica entre el huésped y las bacterias fijadoras de nitrógeno «, dijo el autor del artículo Takashi Soyano del Instituto Nacional de Biología Básica. «Nuestros hallazgos aclaran cómo las leguminosas adquirieron la capacidad de producir nódulos de raíz «.

Los nódulos de raíz normalmente se forman en respuesta a una bacteria llamada rizobia. Las leguminosas han desarrollado genes que le dicen específicamente a las células huésped que hay rizobia presente, lo que desencadena la formación de nódulos de raíz, pero no estaba claro cómo estos factores genéticos podrían desencadenar el desarrollo de estos órganos de raíz.

Los investigadores exploraron el desarrollo de este órgano utilizando una leguminosa modelo, Lotus japonicus, y descubrieron que esto sucedió a través de un gen involucrado en la formación de raíces laterales. Típicamente, las plantas desarrollan raíces laterales que se extienden en lugar de raíces verticales profundas, ya que el agua y los nutrientes tienden a ser más densos en la superficie del suelo.

«Este gen, llamado ASL18a, se coopta de los programas de desarrollo de raíces laterales comunes a la mayoría de las plantas para formar nódulos de raíz en presencia de rizobios», dijo Soyano.

La acción cooperativa de dos genes, ASL18a y NF-Y, es necesaria para inducir la división celular para desarrollar nódulos de raíz. Otro gen, llamado NIN, dirige específicamente ASL18a y NF-Y para que trabajen juntos cuando hay rizobia. Según Soyano, ASL18a en las legumbres posee un elemento regulador que se une con NIN y permite el trabajo cooperativo entre genes.

«El desarrollo de los órganos de la raíz está estrechamente regulado a través de interacciones complejas entre varios componentes y vías de señalización», dijo Soyano. «La adquisición de este elemento puede haber llevado al reclutamiento de este gen en la formación de nódulos de raíz».

Luego, Soyano y su equipo planean investigar cómo el desarrollo de la raíz lateral y las vías específicas de simbiosis se influyen entre sí para ayudar a formar nódulos de raíz.

«La investigación detallada de cómo se han integrado estas dos vías podría proporcionar información importante sobre una mejor comprensión de las vías evolutivas en las plantas leguminosas». Soyano dijo.

También señaló que el mecanismo molecular básico de esta formación de nódulos también puede estar presente en otras plantas, como los tomates, y podría conducir a la aplicación de simbiosis de nódulos en prácticas agrícolas sostenibles.


Leer más


Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *