¿Cómo ayuda la vitamina C a las plantas a vencer al sol?

¿Cómo ayuda la vitamina C a las plantas a vencer al sol?

Aunque se sabe que la vitamina C en los cloroplastos ayuda a prevenir la reducción en el crecimiento que experimentan las plantas al ser expuestas a un exceso de luz -fenómeno llamado fotoinhibición- el hecho de cómo ésta llega a los cloroplastos ha sido un misterio hasta ahora.

Un equipo de investigadores del Centro RIKEN de Recursos Sostenibles y la Universidad de Okayama han identificado a PHT4;4 como la proteína de transporte que permite a la vitamina C entrar en los cloroplastos.

Los investigadores hallaron que quitar la proteína conlleva a menos vitamina C en los cloroplastos y a un aumento de la fotoinhibición gatillada por la iluminación extrema. La investigación puede llevar al desarrollo de plantas con mayor tolerancia al estrés ambiental y reducir el daño del suelo en regiones con mucha radiación lumínica. Mientras que nosotros necesitamos vitamina C para mantenernos saludables, las plantas la usan de hecho para su propio beneficio. agriculturers.com. La vitamina C, que se produce en las mitocondrias en reacción al estrés, entra a otros organelos celulares como los cloroplastos donde se requiere como un antioxidante y como coenzima en las reacciones metabólicas para ayudar a proteger a la planta.

En una serie de experimentos con la planta de mostaza verde Arabidopsis thaliana, una planta comúnmente usada como modelo, los investigadores probaron su hipótesis de que un miembro de la familia de las proteínas PHT4 era responsable del transporte de la vitamina C -también conocida como ácido ascórbico- en los cloroplastos. Primero, incorporaron cada una de las cuatro proteínas PHT4 en membranas artificiales -proteoliposomas- y simularon el potencial negativo de membrana natural. Encontraron que la vitamina C sólo cruzó las membranas que contenían PHT4;4, lo que indicaba que este miembro de la familia era probablemente el transportista que estaban buscando.

Luego, determinaron el lugar exacto en que PHT4; 4 se encuentra de forma natural en el interior de las plantas. El PCR cuantitativo mostró que se encuentra principalmente en las hojas pero no en las raíces. La microscopía de inmunofluorescencia, reveló que dentro de las células de la planta, se encuentra en la membrana que envuelve a los cloroplastos, pero no dentro de las membranas tilacoides internas.

Mientras que la función y la ubicación de PHT4;4 la identificaron como el transportador más probable, un estudio de las plantas en las que había sido eliminada genéticamente, reafirmó aún más la evidencia a favor. agriculturers.com. Los investigadores compararon la cantidad de vitamina C oxidada y reducida entre plantas normales y mutantes. En condiciones de alta luminosidad, se puede encontrar más vitamina C en los cloroplastos de plantas normales que en condiciones de baja luminosidad. Aunque esto también resultó ser cierto en plantas mutantes, la cantidad fue menos del 35% que en plantas normales, lo que estuvo correlacionado con la disminución de vitamina C en forma reducida encontrada en las hojas de las plantas mutantes.

Una manera en que las plantas se protegen del exceso de luz es convertirla a fuentes de calor y dejar que se disipe a través de una serie de reacciones llamada ciclo xantofila, que se produce en el interior de los cloroplastos. La vitamina C es una coenzima crucial en este ciclo, y el análisis mostró que las plantas mutantes no podían disipar gran parte de la energía del exceso de luz como podían las plantas normales.

De acuerdo al autor principal Takaaki Miyaji de la Universidad de Okayama “Creo que esta investigación podría conducir a innovaciones dirigidas a PHT4;4 para crear plantas de cultivo que puedan transportar más eficientemente vitamina C a los cloroplastos”. Takahashi Kuromori de RIKEN añadió que “estas plantas tendrían entonces mejores propiedades fotoprotectoras que las normales y podrían prevenir la reducción del crecimiento en tierras de cultivo que sufren de una alta exposición a la luz”.

Referencia:

Takaaki Miyaji, Takashi Kuromori, Yu Takeuchi, Naoki Yamaji, Kengo Yokosho, Atsushi Shimazawa, Eriko Sugimoto, Hiroshi Omote, Jian Feng Ma, Kazuo Shinozaki, Yoshinori Moriyama. AtPHT4;4 is a chloroplast-localized ascorbate transporter in Arabidopsis. Nature Communications, 2015; 6: 5928 DOI: 10.1038/ncomms6928

Material traducido por Agriculturers.com

FUENTE: sciencedaily.com

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