Marzo de 2012 fue inusualmente cálido. Los cultivos de biomasa alrededor del Medio Oeste estaban bien establecidos y prósperos. Pero cuando llegó una helada tardía a mediados de abril, todo eso cambió.
"Cuando salí por la mañana, me sorprendió", dice el agrónomo de la Universidad de Illinois, DK Lee. "Todas las hierbas estaban cubiertas de escarcha. Al mediodía, Miscanthus y switchgrass se habían vuelto negros. La única planta que no había sido tocadaera pradera cordgrass "
Lee ya sabía que el pasto de la pradera, Spartina pectinata, era especialmente tolerante a las inundaciones y al estrés salino, pero este descubrimiento confirmó su sospecha de que el pasto de la hierba también toleraba la congelación. Ser tolerante a los factores de estrés ambiental es importante para los cultivos de biomasa, porquea menudo se cultivan en las llamadas tierras marginales donde las condiciones están lejos de ser perfectas. Con su tolerancia a varios factores de estrés importantes, el cordgrass tiene el potencial de crecer en más lugares que otros cultivos de energía perennes.
El siguiente paso para Lee y su grupo de investigación fue identificar los cambios moleculares que mantienen la hierba de Cordon alegre en climas fríos.
"A diferencia de la sal y el estrés por inundación, la congelación generalmente ocurre abruptamente. La planta tiene que reaccionar rápidamente. Para descubrir qué estaba sucediendo a nivel molecular, cultivamos hierba de cordon en una cámara de crecimiento a 25 grados Celsius y luego los movimos abruptamente a otracámara de crecimiento establecida a -5 grados
"Observamos la expresión génica dentro de los cinco minutos posteriores a la exposición a temperaturas de congelación. Encontramos que algunos genes únicos se activaron de inmediato y luego otros diferentes se activaron 30 minutos después", dice Lee.
El equipo sospecha que la respuesta genética inicial protege a las células de la congelación. Por lo general, los cristales de hielo se forman en los espacios fuera de la célula cuando una planta se expone a temperaturas de congelación. Una vez que se forman estos "cristales semilla", crecen rápidamente y revientanPara evitar esto, Cordgrass puede bombear rápidamente iones fuera de la célula, evitando que se formen o crezcan cristales de hielo. Las reacciones secundarias que ocurren después de 30 minutos pueden tener que ver con la reparación de las células dañadas, permitiendo que la planta se recupere más rápidamente.
Lee dice que los hallazgos solo arañan la superficie; se necesita hacer mucho más para comprender completamente los mecanismos genéticos que permiten que el cordgrass evite el daño a los tejidos durante las temperaturas de congelación. Una vez que el sistema se entiende completamente en cordgrass, la esperanza es que puedaaplicado a otros cultivos.
"Los productores de maíz siempre buscan plantar más temprano en la primavera", dice Lee. "Piensan que si plantan temprano, podrían ver un beneficio de rendimiento. Actualmente, el seguro de cosechas no cubrirá el maíz si los agricultores plantan antes de una fecha determinada", porque existe un gran riesgo de heladas. Si entendemos más acerca de la tolerancia a la congelación, podríamos aplicarla a los cultivos anuales y potencialmente expandir el área de producción para cultivos como el maíz ".
El artículo, "Análisis de transcriptoma de Spartina pectinata en respuesta al estrés por congelación", se publica en PLOS uno . Los coautores de Lee son de la U de I y la Universidad Nacional de Seúl
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales de la Universidad de Illinois ACES . Original escrito por Lauren Quinn. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :