Una gran parte de una planta está oculta debajo del suelo. Este sistema de raíces enterradas es esencial para la planta: proporciona estabilidad, agua y alimentos. A diferencia de los mamíferos, donde el plan corporal es definitivo al nacer, la formación de nuevas ramas de raíz asegura que el sistema de raíces siga creciendo durante la vida de una planta.
Los laboratorios del profesor Ive De Smet y el profesor Tom Beeckman (Centro VIB-UGent para Biología de Sistemas Vegetales), 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 ramas de raíz que sostienen 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 profesor Ive De Smet y su equipo investigan cómo las plantas lidian con entornos cambiantes, específicamente con temperaturas extremas y estrés por sequía. El profesor Tom Beeckman y su equipo exploran cómo evolucionaron y se desarrollaron 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 formarán este órgano necesitan crecer y dividirse.
Para investigar la formación de órganos en las plantas, los investigadores utilizaron la ramificación de la raíz como sistema modelo.
Este proceso ocurre continuamente 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 los 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 factores novedosos involucrados en el gobierno de la ramificación de la raíz, exploramos qué genes se expresan durante Las primeras etapas del proceso.
Esto condujo 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.
Las mutaciones en el gen que codifica esta enzima condujeron a la hinchazón de las células de la raíz que dieron 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 celular 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 de plantas sugiere que debemos tener en cuenta una gama mucho más amplia de proteínas en nuestra búsqueda futura para desenredar el proceso de ramificación de raíces.
El profesor Tom Beeckman (VIB-UGent) agrega: “Identificar esta enzima es solo un primer paso. El próximo desafío es desentrañar cómo estas modificaciones de la pared celular controlan el tamaño celular 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 la raíz 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 las raíces en favor de mayores rendimientos de cultivos y plantas más resistentes a la sequía y al estrés nutricional.
Fuente: vib.be/
- Un fragmento congelado de genoma reescribe nuestra comprensión de la evolución de las aves
- Cómo eligen pareja las mariposas: un gen controla las preferencias
- Una solución sencilla para mejorar la precisión de la investigación en genética vegetal
- Los investigadores utilizan la ingeniería genética para crear plantas tolerantes a las inundaciones
- Investigación genética revela varias especies nuevas de helechos en América tropical