Más nutrientes, más flores

Investigadores del Laboratorio de Sainsbury han revelado los mecanismos moleculares que permiten a las plantas adaptar rápidamente su tasa de producción de flores en respuesta a los niveles cambiantes de nutrientes en el suelo.

Un equipo de científicos de plantas examinó los procesos mediante los cuales las plantas pueden transmitir información sobre el entorno externo desde las raíces hasta los nuevos brotes. Los resultados mostraron que el aumento de los nutrientes del suelo conduce a una respuesta en las células madre en los brotes en menos de 24 horas.

Los experimentos mostraron que esta respuesta rápida se produjo tanto in vitro a nivel microscópico como ex vitro con plantas enteras que comenzaron a aumentar la tasa de crecimiento de células madre y flores en respuesta a la aplicación de nitrógeno en forma de nitrato.

Los científicos dicen que el estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, podría contribuir a mejorar los rendimientos de los cultivos mediante la optimización de la aplicación de fertilizantes y la selección de plantas. Traducido por agriculturers.com.

El primer autor del artículo, el Dr. Benoit Landrein, dijo que ya estaba bien establecido que la disponibilidad de nitrato puede afectar varios aspectos del desarrollo de la planta. Si bien se sabe que las hormonas vegetales llamadas citocininas estaban involucrados en esta comunicación raiz brote, el papel exacto de las citoquininas en la mediación de la respuesta del meristemo (la estructura que produce todos los órganos aéreos de la planta) a los nutrientes minerales no habían sido descrito antes.

“A través de este estudio, proporcionamos un modelo integrador de la respuesta del meristema a una señal ambiental clave al mostrar que las citoquininas producidas en la raíz en respuesta a los nutrientes pueden modificar el conjunto de células madre en el meristemo, lo que conduce a un rápido cambio en la tasa de producción de flores”, dijo el Dr. Landrein.

“Un día después de que las células de la raíz detectaran nitrato adicional, los precursores de la hormona citoquinina viajaron a través de la planta y se convirtieron en hormonas activas en el meristemo de los brotes, lo que comenzó a influir en el crecimiento del mismo. No solo respondieron al cambio en el ambiente, sino que rápidamente comunicaron esta información desde las raíces a las células madre en la parte superior de la planta. Observamos que las células del meristema en brotes comenzaron a responder dentro de las 24 horas de la aplicación de nitrato “.

El Dr. Landrein es miembro de los grupos de investigación del profesor Henrik Jönsson, el Dr. James Locke y el profesor Elliot Meyerowitz, que trabajan para aumentar nuestra comprensión de cómo los procesos a nivel celular en las plantas están controlados por redes reguladoras de genes, transporte y señalización de hormonas, crecimiento y división celular. El profesor Jönsson dijo que si bien esta última investigación se llevó a cabo en la planta Arabidopsis, los hallazgos pueden aplicarse en el futuro a los cultivos.

“Esta investigación nos proporciona una mejor comprensión de cómo los nutrientes minerales influyen en la arquitectura de la planta y podría utilizarse para comprender mejor la respuesta de la planta a los insumos ambientales y desarrollar cultivares con mayor rendimiento. Cultivos donde la misma acción de citoquininas entre raíces y brotes podría beneficiarse significativamente de esto. Por ejemplo, los genes implicados en la regulación de citoquininas se han mapeado en arroz y maíz y este conocimiento podría utilizarse para seleccionar plantas con mayores rendimientos de semillas”. Traducido por agriculturers.com.

Células madre vegetales

Las células madre en las plantas tienen la misma función que las células madre en los animales. Son células indiferenciadas que son capaces de convertirse en células especializadas de órganos, como hojas o flores. Las células madre vegetales se encuentran en los meristemos de las plantas (puntas de crecimiento de raíces y brotes) y suministran células precursoras de las cuales crecen las diferentes partes de una planta.

¿Qué son las citoquininas?

Las citoquininas son una clase de hormonas vegetales que controlan muchos aspectos diferentes del desarrollo de la planta y participan en la respuesta de las plantas a las señales ambientales. La hormona actúa notablemente como un mensajero entre las raíces de la planta y sus brotes, comunicando la disponibilidad de nutrientes del suelo detectados por las raíces al resto de la planta.

Arabidopsis

Arabidopsis es un miembro de la familia Brassica, que incluye cultivos comerciales comunes como colza o canola, coles, col rizada y coles de bruselas. Aunque la mayoría de las personas lo reconoce como una hierba que comúnmente se ve crecer en los bordes de las carreteras, Arabidopsis fue una de las primeras plantas en mapear todo su genoma y se utiliza como modelo para estudiar la biología de las plantas.

Traducido por agriculturers.com.

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