Identifican el mecanismo que permite a las raíces de las plantas buscar la humedad en el suelo

raíces plantas

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 momento se desconocía cómo funciona esta capacidad de las plantas, pero ahora, un equipo de investigación del Instituto 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 identificado el mecanismo molecular que regula el crecimiento orientado de las raíces. El trabajo ha sido desarrollado en colaboración con investigadores de la Universidad de Fujian y otras universidades chinas.

La raíz de una planta 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 plantas sí muestran una capacidad probada de 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).

Estrés hídrico

ABA es la hormona de la adaptación al estrés hídrico, y juega un papel crucial en el
hidrotropismo. El grupo de trabajo coordinado por Pedro Luis Rodríguez, profesor de
investigación del CSIC en el IBMCP, ya descubrió la manera de reforzar la respuesta
hidrotrópica de las raíces, es decir, la forma de hacerlas más eficientes en la búsqueda
de agua, mediante un aumento de la señalización de la hormona ABA. Al eliminar las
proteínas fosfatasa de tipo 2C (PP2C), que son represoras de las señales de ABA,
consiguieron una planta modificada genéticamente con mayor respuesta hidrotrópica.

raíces
La hormona ácido abscísico (ABA) promueve el crecimiento de la raíz a través del receptor PYL8, cuya expresión se observa en diferentes zonas de la raíz como proteína PYL8-GFP (fluorescencia color verde; en rojo se marcan las diferentes capas de la raíz mediante un compuesto fluorescente rojo). Créditos: IBMCP (CSIC-UPV)/Science Advances.

El trabajo publicado ahora en Science Advances explora este camino. “Las proteínas
fosfatasa de tipo 2C, entre las cuales destaca la denominada ABI1, inhiben también la
función de una enzima de la raíz que regula la salida de protones al exterior celular,
llamada AHA2”, explica Rodríguez. “Hemos observado que esta proteína ABI1
interacciona con AHA2 e inhibe su función. Por tanto, es necesario eliminar 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.

Hormona ABA

De esta manera, “cuando la raíz percibe la escasez de agua, empieza a aumentar el nivel
de la hormona ABA, incremento que es percibido por un receptor llamado PYL8. Este
receptor puede inhibir la función de la proteína ABI1, el freno de la salida de protones
de la raíz, restaurando así la función de la enzima AHA2 que puede reanudar la salida de
protones y estimular el crecimiento orientado de la raíz”, argumenta el investigador del
CSIC. “Nuestro trabajo 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 podrían
generar plantas con menor actividad de las proteínas fosfatasa de tipo 2C entre las que
se encuentra la fosfatasa ABI1, reforzando así su capacidad detectora de agua
subterránea. Esto permitiría obtener variedades más resistentes a sequías y condiciones
de estrés hídrico.

Redaccion AenVerde

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