Agricultura Botánica y Genética Europa

Saber cómo las células crecen y se dividen puede llevar a plantas más robustas y productivas


Una gran parte de una planta está escondida debajo del suelo. Este sistema radicular enterrado es esencial para la planta: proporciona estabilidad, agua y alimento. 


VIB (el Instituto de Biotecnología de Flandes)

A diferencia de los mamíferos, donde el plan del cuerpo es definitivo al momento del nacimiento, la formación de nuevas ramas de raíz garantiza que el sistema de raíces siga creciendo a lo largo de la vida de una planta. Los laboratorios del Prof. Ive De Smet y el Prof. Tom Beeckman (VIB-UGent Center for Plant Systems Biology), junto con investigadores de la Universidad de Nottingham (Reino Unido), la Universidad de Heidelberg (Alemania) y la Universidad de Copenhague (Dinamarca) identificaron Un componente novedoso que controla el desarrollo de las ramas de la raíz que soportan las plantas. Sus hallazgos serán publicados esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. de los Estados Unidos de América.

El Prof. Ive De Smet y su equipo investigan cómo las plantas se enfrentan a los entornos cambiantes, específicamente con temperaturas extremas y estrés por sequía. El Prof. Tom Beeckman y su equipo exploran cómo evolucionaron y evolucionaron las raíces (laterales). En las plantas, se forman nuevos órganos todo el tiempo. Para hacer esto, debe haber una regulación estricta de cuándo y dónde se forma un nuevo órgano, y de cómo las células que conformarán este órgano necesitan crecer y dividirse.

Para investigar la formación de órganos en las plantas, los investigadores utilizaron la ramificación de las raíces como un sistema modelo. Este proceso ocurre de manera continua a lo largo de la raíz en crecimiento, aumentando sin cesar el sistema radicular , y requiere una coordinación extremadamente precisa de las divisiones celulares asimétricas en las células que pueden dar lugar a nuevas raíces, junto con la sincronización de procesos en los tejidos circundantes. Esto asegura que las raíces crezcan de la mejor manera posible para aprovechar los nutrientes y el agua del suelo.

El Dr. Ramakrishna (Universidad de Nottingham), quien es el primer autor del estudio, explica cómo el equipo descubrió un nuevo componente a través del cual las plantas controlan esto: «Para identificar nuevos factores involucrados en la ramificación de la raíz, exploramos qué genes se expresan durante Las primeras etapas del proceso. Esto llevó a la identificación de una enzima modificadora de la pared celular, una molécula que regula las reacciones químicas, que controla las divisiones celulares que conducen al crecimiento de una nueva raíz. Mutaciones en el gen que codifica esta enzima. «a la inflamación de las células de la raíz que dan lugar a una nueva raíz lateral y dieron lugar a defectos posteriores en las primeras divisiones celulares asimétricas durante la formación de las ramas de la raíz».

Estos resultados muestran que una regulación muy estricta del tamaño de la celda afecta la posición de las divisiones celulares y, por lo tanto, la ubicación y el crecimiento de nuevas ramas de raíz. La identificación de una enzima de la pared celular que actúa en el espacio extracelular que media las divisiones de células madre vegetales sugiere que debemos tener en cuenta una gama mucho más amplia de proteínas en nuestra búsqueda futura para desenredar el proceso de ramificación de la raíz.

El profesor Tom Beeckman (VIB-UGent) agrega: «Identificar esta enzima es solo un primer paso. El siguiente desafío es desentrañar cómo estas modificaciones de la pared celular controlan el tamaño de la célula y cómo se coordina con otros procesos moleculares durante la ramificación de la raíz».

El profesor Ive De Smet (VIB-UGent) continúa: «En última instancia, nos esforzamos por comprender cómo responden las plantas a su entorno siempre cambiante. Mejorar la arquitectura de las raíces puede contribuir a la estabilización del rendimiento de la planta en condiciones ambientales adversas «.

Este estudio, y las nuevas vías de investigación que abre, podrían conducir a técnicas innovadoras para mejorar la arquitectura de la raíz a favor de mayores rendimientos de cultivos y plantas más resistentes a la sequía y al estrés de nutrientes.


Más información: Priya Ramakrishna et al. La expansión radial mediada por A1 de células del periciclo posiciona las divisiones celulares anticlinales durante el inicio de la raíz lateral, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2019). DOI: 10.1073 / pnas.1820882116Información de la revista: Actas de la Academia Nacional de Ciencias.Proporcionado por VIB (el Instituto de Biotecnología de Flandes)


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