Las plantas no pueden simplemente reubicarse en mejores entornos cuando sus condiciones ambientales ya no son adecuadas. En cambio, han desarrollado mecanismos sofisticados de adaptación molecular. Los científicos de la Universidad Técnica de Munich TUM en cooperación con el Centro Helmholtz de Munich y la Universidad de Nottingham hanha podido demostrar que los brasinoesteroides, que hasta ahora se habían considerado principalmente como hormonas de crecimiento, aumentan la resistencia de las plantas contra las heladas.
"El estrés causado por el frío es una influencia ambiental que tiene un efecto directo sobre el crecimiento y el rendimiento de las plantas", dice la bióloga molecular de plantas, profesora Brigitte Poppenberger. Con su grupo de investigación en el instituto de Biotecnología de Cultivos Hortícolas en el TUM, ella investigalos mecanismos utilizados por las plantas para adaptarse a las influencias externas. Sus actividades de investigación se han centrado en los brasinoesteroides durante bastante tiempo.
En un trabajo anterior, su grupo ya usaba berros comunes de thale Arabidopsis thaliana como planta modelo para demostrar exactamente cómo esta hormona vegetal, que se identificó por primera vez en colza en 1979, promueve el crecimiento de la planta. De hecho, se sabía desde hace mucho tiempo que esta hormona desempeña un papel en el desarrollo de la plantaSin embargo, el mecanismo exacto de acción era desconocido. Fue el trabajo de los expertos en biotecnología de la Escuela TUM de Ciencias de la Vida en Weihenstephan lo que primero permitió obtener una comprensión precisa de este fenómeno.
No es casualidad que el equipo de Brigitte Poppenbergers una vez más eligió Arabidopsis para el estudio actual. Debido a su naturaleza relativamente poco exigente, estructura simple y tamaño compacto, no es simplemente un favorito entre los genetistas en general, la hierba pequeña tambiénproporciona condiciones óptimas para buscar mecanismos de protección contra el frío en las plantas, ya que puede sobrevivir a bajas temperaturas y aumentar su tolerancia a las heladas adaptándose al frío. En el último número de la revista especializada Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS , los científicos describen el lado hasta ahora desconocido de los brasinoesteroides, que hasta ahora se conocían como hormonas de crecimiento.
Para obtener una comprensión detallada de sus mecanismos, los investigadores llevaron a cabo experimentos en los que expusieron las plantas de Arabidopsis a temperaturas que disminuyen lentamente. Los experimentos con variedades de tipo silvestre en el laboratorio mostraron que a medida que la temperatura disminuye, la planta reacciona al comenzarpara modificar la expresión de genes para los cuales el ADN se transcribe al ARN dentro de sus células. "Esto reduce su crecimiento, lo que aumenta sus posibilidades de supervivencia", explica Poppenberger, describiendo el mecanismo de protección natural de las plantas normales.
Una ruta molecular a la 'grasa de invierno'
Los investigadores obtuvieron un resultado diferente con sus experimentos con plantas modelo genéticamente modificadas, que ya no pueden sintetizar brasinoesteroides ni reconocerlas como una señal. Si bien las variedades de tipo salvaje a menudo lograron sobrevivir a temperaturas de seis grados bajo cero,La mayoría de los mutantes ya mostraban signos claros de daño en este punto, lo que demuestra el papel esencial que juegan las hormonas esteroides en este proceso. Al analizar el proceso, los investigadores descubrieron que los brasinoesteroides aumentan la resistencia a las heladas al regular una proteína llamada CESTA. Esta proteína utiliza uncascada de señales para controlar la expresión génica. De esta manera, a su vez, influye en la composición de proteínas de las células, lo que, entre otras cosas, parece conducir a un cambio en la composición de ácidos grasos. Esto asegura que la planta se abastezca de un tipo degrasa de invierno 'a nivel molecular, protegiéndola de posibles daños por frío.
esteroides en aerosol para plantas
Estos hallazgos exactos sobre el orden y el tipo de procesos químicos para los efectos de las hormonas esteroides en las plantas no son solo un paso importante para la investigación básica sobre las estrategias de adaptación de las plantas. Más importante, según los investigadores, también pueden proporcionarsoluciones a los problemas que han ocurrido en la agricultura como resultado del cambio climático. Aunque las personas generalmente solo asocian el calentamiento global con una mayor ocurrencia de períodos cálidos, también causa un aumento en el número de eventos de heladas, como heladas tempranas y tardías,lo que puede conducir a devastadores déficits de cosecha. "El método convencional de reproducción de plantas más resistentes no ha tenido mucho éxito hasta ahora, ya que la resistencia al frío y la reducción del crecimiento son difíciles de separar", dice Brigitte Poppenberger. Pero está convencida de que "nuestro descubrimiento de quelos brasinoesteroides estimulan tanto el crecimiento como la resistencia al frío abrirán nuevas posibilidades para resaltar ambas características en las plantas ".Es evidente que también es posible rociar plantas de cultivo con brasinoesteroides para lograr ambos efectos."Ese puede ser un método viable; al menos, eso es lo que sugieren los hallazgos".
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Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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