Las plantas tienen poros diminutos en sus hojas llamadas estomas - en griego, boca a través de las cuales absorben dióxido de carbono del aire y del que se evapora el agua. Nuevo trabajo del laboratorio de Dominique Bergmann, miembro del personal adjunto honorario en el Departamento de Carnegie.de Plant Biology y profesor de la Universidad de Stanford, revela formas en que los sistemas que regulan el desarrollo de estomas en los pastos podrían aprovecharse para mejorar la eficiencia de las plantas y el rendimiento agrícola.
Más del 30 por ciento de todo el dióxido de carbono en la atmósfera pasa a través de los estomas cada año, y a cambio, los estomas de las plantas liberan vapor de agua equivalente al doble de la cantidad presente en toda la atmósfera. Como tal, las plantas ejercen un tremendo empuje y-tienen influencia en el clima global y están particularmente en sintonía con el cambio climático.
Además, se han encontrado estomas en fósiles que datan de hace 400 millones de años, y son características de casi todas las plantas terrestres vivas hoy en día, aunque pueden tener diferentes apariencias en diferentes tipos de plantas. La mayoría de lo que sabemos sobre cómo se forman los geneslos estomas provienen de estudios de una planta "modelo", Arabidopsis , un pariente de brócoli y repollo, que es muy diferente de los pastos estudiados aquí. Era un misterio si todas las plantas usan los mismos genes que Arabidopsis para producir estomas, o si las diferentes formas y patrones estomáticos resultan de cada plantausando su propio conjunto único de planos genéticos.
Nuevo trabajo publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias por los autores principales Michael Raissig y Emily Abrash presenta una colaboración nacida en el Departamento de Biología Vegetal de Carnegie entre Bergmann y John Vogel ahora en el Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía que se reunieron como postdocs en Carnegie. Este trabajo se centró en los estomas depastos, una familia que incluye maíz, arroz y trigo y, por lo tanto, representa especies clave utilizadas para la alimentación humana, la alimentación animal y el combustible renovable.
La decisión de estudiar los estomas en los pastos se tomó no solo porque estas plantas son importantes desde el punto de vista económico y medioambiental, sino porque los pastos muestran varias innovaciones únicas que hacen que sus estomas sean mucho más eficientes en la absorción de dióxido de carbono al tiempo que limitan la pérdida de agua.forma diferente, una pesa, en lugar de las con forma de frijol que se encuentran en la mayoría de las plantas, y los pastos tienen sus estomas alineados en filas regimentadas a lo largo de la lámina de la hoja, a diferencia de la distribución más azarosa en las plantas de hoja ancha.Los científicos han especulado que la forma y distribución de los estomas en los pastos son la razón de su tremendo éxito evolutivo.
Utilizando una variedad de técnicas de laboratorio, el equipo de Bergmann pudo dilucidar algunas partes de los sistemas reguladores que activan y desactivan ciertos genes, que determinan cómo los pastos controlan la cantidad de estomas que se producen, dónde colocarlos y cómo generarlossu forma distintiva. Sorprendentemente, estas diferencias no ocurren porque los pastos usan genes de estomas únicos, sino porque usan los mismos genes que otras plantas de diferentes maneras. Esto puede considerarse como circuitos de componentes similares, pero con diferente cableado, por lo quediferentes genes están a cargo de otros. Este "cableado" puede explicar en parte cómo los pastos forman diferentes estomas con una fisiología superior.
Lo emocionante de estos hallazgos es que "ahora tenemos un control sobre los genes que comprenden un conjunto de herramientas universal para construir estomas", explicó Bergmann, "las plantas aparentemente usan las mismas partes comunes, pero la forma en que estas partes funcionan e interactúan conson diferentes, lo que es interesante desde la perspectiva de la ciencia de los descubrimientos y podría aprovecharse para mejorar el rendimiento del crecimiento en pastos que los humanos usan como alimento o combustible ".
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Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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