Casi todas las calorías que comemos a la vez pasaron por las venas de una planta. Si el sistema circulatorio de una planta pudiera reajustarse para que haya más nutrientes disponibles, a través de semillas más grandes o tomates más dulces, los agricultores del mundo podrían alimentar a más personas.
Los investigadores de la Universidad Estatal de Washington han dado un gran paso en esa dirección al revelar la forma en que los nutrientes de una planta se obtienen de las hojas, donde se producen a través de la fotosíntesis, a "sumideros" que pueden incluir las frutas y semillas que comemos y las ramas queproceso para biocombustibles. Los investigadores encontraron una estructura única y crítica en la que se descargan los nutrientes, dando a la ciencia un nuevo punto focal en los esfuerzos para mejorar la eficiencia y la productividad de la planta.
"Si puede aumentar la resistencia del sumidero en un 5 por ciento y obtiene un 5 por ciento más de producto, estaría mirando un mercado multimillonario", dijo Michael Knoblauch, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas de la WSU.
Determinando dónde aterrizan los nutrientes
Knoblauch el año pasado limitó dos décadas de trabajo en el funcionamiento interno de una planta al publicar en la revista eLife el apoyo más fuerte hasta ahora de una hipótesis de 86 años de cómo los nutrientes se mueven a través de las plantas. La investigación actual, también publicada en eLife , se expande en esto al observar dónde terminan los nutrientes y cómo.
"Lo que comemos es principalmente frutas, raíces y semillas, cereales, etc.", dijo Knoblauch. "Y todo esto no está en el lugar de la fotosíntesis. Está en el lugar de descarga. Así que todos los azúcares y todo lo quees generado por la fotosíntesis básicamente se transloca a estos llamados sumideros.
"El mecanismo de descarga es un paso muy importante porque determina cuánto obtiene un sumidero específico", dijo. "Así que si podemos modificar la llamada fuerza del sumidero, básicamente podemos modificar qué fruta o raíz obtiene más"
Los videos muestran nutrientes descargados
Knoblauch, el entonces estudiante de doctorado Timothy Ross-Elliott y otros investigadores de WSU, Dinamarca, el Reino Unido y Delaware analizaron Arabidopsis, una planta de mostaza y un organismo modelo, utilizando imágenes no invasivas, microscopía electrónica en 3-D y modelos matemáticos.Produjeron un conjunto de videos notables que muestran raíces en crecimiento y solutos marcados con fluorescencia y moléculas grandes que se mueven a través del floema, el tejido que transporta los azúcares de las plantas y se descargan a las células vecinas.
Descubrieron que el floema se descarga a través de la convección, una combinación de difusión, el movimiento del soluto de azúcar desde áreas de alta concentración a baja, y el flujo a granel, en el que se transportan tanto un soluto como una solución. Facilitando el proceso son plasmodesmos, porosconectando células vecinas.
También vieron por primera vez estructuras únicas llamadas "plasmodesmos de embudo". Miden solo 300 nanómetros de ancho: 3 / 10,000 de milímetro y la longitud de onda de la luz ultravioleta. A pesar de su tamaño, los poros en forma de embudo tienen 1/ 400º la resistencia al flujo de un poro ordinario y puede liberar proteínas grandes en pulsos discretos, lo que los investigadores llaman "descarga por lotes"
apuntar a los sumideros para extraer más nutrientes
Su conocimiento íntimo del sistema circulatorio de la planta les brinda a los investigadores nuevos conocimientos sobre qué estructuras podrían estar destinadas a aumentar la capacidad de una fruta o raíz para extraer nutrientes, dijo Knoblauch.
"Es un sistema hermoso y elegante", dijo. "Cuanto más se retira, más se obtiene. Entonces, si podemos aumentar la resistencia del sumidero de un sumidero de interés específico, entonces podemos atraer a este sumideromás nutrientes de interés. Si queremos hacer que una fruta de tomate se hunda más fuerte modificando la descarga del floema, atraemos más nutrientes a la fruta y hacemos más producto de fruta ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Washington . Original escrito por Eric Sorensen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :