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CIENCIA Y TECNOLOGíA

26 de marzo de 2022

Identifican mecanismos genéticos de supervivencia de las plantas para superar las bajas temperaturas

El trabajo de especialistas del CONICET abre las puertas para el desarrollo de cultivos resistentes a esas condiciones térmicas adversas.

Las bajas temperaturas son una de las pesadillas de los productores agrícolas, que reportan millones de dólares de pérdidas en sus cultivos a causa de las bajas temperaturas. Ahora, científicos y científicas del CONICET en el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-Fundación Instituto Leloir) lograron identificar un grupo de genes que mejoran la capacidad vegetal de resistir ese desafío térmico, lo que podría tener futuras aplicaciones biotecnológicas en el sector agro.

“Dilucidar los intrincados mecanismos de respuesta vegetal al estrés causado por las bajas temperaturas nos permitirá en un futuro generar cultivos más resistentes a estas condiciones adversas”, indicó José Manuel Estévez, investigador del CONICET en el IIBBA y jefe del Laboratorio Bases Moleculares del Desarrollo Vegetal del Instituto Leloir.

En el nuevo estudio, publicado en Nature Communications, Estévez y colegas identificaron en un modelo vegetal de Arabidopsis thaliana genes que favorecen la capacidad de las raíces de las plantas para absorber agua y nutrientes que escasean en suelos sometidos a bajas temperaturas (10°C).  Los genes, PRX62 y PRX69, fueron descubiertos mediante microscopía avanzada y una técnica que se conoce como “estudio de asociación del genoma completo” o GWAS, por sus siglas en inglés.

Según la evidencia colectada, el equipo de investigación propuso que, en condiciones de frío, los genes PRX62 y PRX69 modifican a otras proteínas (extensinas) en la pared celular de ciertas estructuras de las raíces encargadas de captar agua y nutrientes del suelo, llamadas pelos radiculares. “La pared se vuelve más laxa y así permite la mayor elongación del pelo en la búsqueda de nutrientes poco disponibles en el medio de crecimiento”, destaca Javier Martínez Pacheco, becario doctoral del CONICET en el grupo de Estévez y primer autor del trabajo.

Cuando los investigadores inhibieron los genes PRX62 y PRX69, las plantas sometidas a condiciones de frío se deterioraban rápidamente. Por el contrario, la sobreexpresión de esos genes mejoró su supervivencia.

“Este trabajo es parte de una serie de estudios que estamos llevando a cabo en los últimos años con resultados que creemos van a cambiar la percepción que tenemos sobre las bajas temperaturas y el crecimiento vegetal, un tema sobre el cuál se ha investigado poco y estamos haciendo frontera del conocimiento a nivel mundial”, concluye Estévez.

Del avance también participaron miembros de diferentes grupos de investigación entre los que se incluyen los grupos liderados por Corina Fusari (CEFOBI-CONICET, Rosario),  Claudio Meneses (Universidad Andrés Bello, Chile),  Federico Ariel (IAL-CONICET, Santa Fe), Ezequiel Petrillo (IFIBYNE-UBA-CONICET, Buenos Aires), Javier Botto (IFEVA-UBA-CONICET, Buenos Aires), Alejandro Nadra (iB3-FCEyN-UBA, Buenos Aires) y Christophe Dunand (LRSV, Francia).

 

Referencia bibliográfica 

Pacheco, J.M., Ranocha, P., Kasulin, L. et al. Apoplastic class III peroxidases PRX62 and PRX69 promote Arabidopsis root hair growth at low temperature. Nat Commun 13, 1310 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-28833-4

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