Investigadores del CSIC descubren el mecanismo que permite a las raíces de las plantas buscarla humedad en el suelo
Como si fueran zahoríes capaces de detectar agua bajo tierra, las plantas pueden detectar los nichos de humedad y dirigir sus raíces en la dirección adecuada para encontrar agua
Fecha: 23-Mar-2021
Fuente: Csic
El estudio, realizado por investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (CSIC-UPV), se publica en la revista Science Advancesy abre la puerta a mejorareste mecanismo.
La sequía representa una grave amenaza para la producción agrícola. En condiciones de estrés hídrico, las raíces de las plantas dirigen su crecimiento hacia las zonas del suelo que presentan humedad, lo que se conoce como ‘hidrotropismo’. Hasta el momentose desconocía cómo funcionaesta capacidad de las plantas, peroahora, un equipo de investigación delInstituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), ha descubierto el mecanismo molecular que regula el crecimiento orientado de las raíces.El trabajoha sido desarrollado en colaboración con investigadoresde la Universidad de Fujian y otras universidades chinas.
La raíz de unaplanta es el órgano que explora el subsuelo para encontrar agua, y constituye la principal vía a través de la cual el agua y los nutrientes son absorbidos.Así, mientras que el método zahorí es una pseudociencia, las plantassímuestran unacapacidadprobadade dirigir sus raíces en la dirección adecuada para escapar de zonas sin agua y buscar los nichos de humedad. En este caso, su‘varita mágica’es un mecanismo molecular basado en la percepción de la hormona ácido abscísico (ABA).
ABA es la hormona dela adaptación al estrés hídrico,y juega un papel crucial en elhidrotropismo. El grupo de trabajo coordinado por Pedro Luis Rodríguez, profesor deinvestigación del CSIC en el IBMCP, ya descubrió la manera de reforzar la respuestahidrotrópica de las raíces, es decir, la forma de hacerlas más eficientes en la búsquedade agua, mediante un aumento de la señalización de la hormonaABA. Al eliminar lasproteínas fosfatasa de tipo 2C(PP2C), que son represoras de lasseñales deABA,consiguieronuna planta modificada genéticamentecon mayor respuesta hidrotrópica.
El trabajo publicado ahora en Science Advancesexplora este camino. “Las proteínas fosfatasa de tipo 2C, entre las cualesdestacala denominadaABI1, inhibentambiénla función de una enzima de la raíz que regula la salida de protones al exterior celular, llamada AHA2”, explica Rodríguez. “Hemos observadoqueesta proteína ABI1 interacciona con AHA2e inhibe su función. Por tanto, es necesarioeliminar este freno para estimular la salida de protones,lo que reblandece la pared celular. Así se facilita la expansión de las células de la raíz mediante la acidificación del exterior celular”, expone.
De esta manera, “cuando la raíz percibe la escasez de agua, empieza a aumentar el nivel de la hormona ABA, incremento que espercibido por un receptor llamado PYL8. Este receptor puede inhibir la función dela proteína ABI1, el freno de la salida de protones de la raíz, restaurando así la función de la enzima AHA2que puede reanudar la salida de protones y estimular el crecimiento orientado de la raíz”, argumenta el investigador del CSIC. “Nuestrotrabajo revela cómo el receptor PYL8, la fosfatasa ABI1 y la enzima AHA2 regulan el hidrotropismo de la raíz”, puntualiza.
Según Pedro Luis Rodríguez, con las nuevas técnicas de edición genética se podríangenerar plantas con menor actividadde las proteínas fosfatasa de tipo 2Centre las que se encuentra la fosfatasa ABI1, reforzando asísu capacidad detectora de agua subterránea. Esto permitiría obtener variedades más resistentes a sequías y condiciones de estrés hídrico.
