Al igual que las personas, las plantas necesitan hierro para crecer y mantenerse saludables. Pero algunas plantas son mejores para obtener este nutriente esencial del suelo que otras. Ahora, un estudio dirigido por un investigador del Instituto Salk ha encontrado que las variantes de un soloEl gen puede determinar en gran medida la capacidad de una planta para prosperar en entornos donde el hierro es escaso.
El trabajo, que aparece en Comunicaciones de la naturaleza el 24 de mayo de 2017, podría conducir a mejores rendimientos de los cultivos para los agricultores y fuentes más ricas en la dieta de hierro para animales y humanos.
"Casi toda la vida en la Tierra se basa en plantas: los animales comen plantas y nosotros comemos animales o plantas", dice Wolfgang Busch, profesor asociado en el Laboratorio de Biología Molecular y Celular de Plantas de Salk y autor principal del nuevo artículo. "EsEs muy importante para nosotros entender cómo las plantas resuelven el problema de obtener hierro porque, aunque en general es abundante en la Tierra, la forma que las plantas pueden usar es realmente escasa ".
El trabajo actual, dirigido por Busch y que incluye investigadores del Instituto Gregor Mendel de Biología Molecular de Plantas de Austria donde se encontraba anteriormente Busch se centró en la hierba bien estudiada Arabidopsis thaliana , un pariente de repollo y mostaza. Obtuvieron Arabidopsis semillas de cepas que ocurren naturalmente en toda Suecia, que tiene una variedad de suelos, incluidos algunos que son muy bajos en hierro. El equipo estaba particularmente interesado en las cepas que se han adaptado a los suelos bajos en hierro y pueden crecer una raíz larga unmarcador de salud incluso en esas malas condiciones.
Los investigadores cultivaron las semillas en condiciones de bajo contenido de hierro, midiendo el crecimiento de sus raíces en el camino. Luego emplearon un método de vanguardia llamado Estudio de asociación amplia del genoma GWAS, que asocia genes con un rasgo de interés, enen este caso la longitud de la raíz. Un gen llamado FRO2 se destacó por tener una fuerte conexión con la longitud de la raíz. Diferentes versiones de la FRO2 gen "variantes" se dividió en dos grupos, los que estaban asociados con una raíz corta y los que estaban asociados con una raíz larga.
para saber si las variantes de FRO2 en realidad estaban causando la diferencia en lugar de simplemente estar asociados con ella, el equipo cultivó semillas de quién FRO2 el gen había sido desactivado. Todas las plantas en las que el FRO2 el gen había sido desactivado ahora tenía raíces atrofiadas. El equipo luego volvió a colocar una variante u otra variante del gen y nuevamente cultivó las plantas en condiciones bajas en hierro. Las variantes para raíces largas crecieron mejor que las variantes para raíces cortas.Juntos, los experimentos mostraron que, de hecho, las variantes genéticas que confieren una mayor actividad de la FRO2 el gen puede ser en gran medida responsable del crecimiento de la raíz y la salud de las plantas en condiciones de bajo contenido de hierro. En condiciones normales FRO2 no está activado
"Pensamos usando un conjunto geográficamente restringido de Arabidopsis thaliana cepas, podríamos abordar las adaptaciones locales de las plantas con respecto al crecimiento de las raíces bajo deficiencia de hierro, y lo hicimos ", dice Santosh Satbhai, investigador asociado de Salk y primer autor del artículo." Esperamos que la comunidad agrícola pueda beneficiarse de estoinformación."
El FRO2 el gen es común a todas las plantas, por lo que aumentar su expresión en cultivos alimentarios o encontrar variantes que prosperen en suelos pobres podría ser importante para aumentar el rendimiento de los cultivos frente al crecimiento de la población y las amenazas del calentamiento global a las tierras cultivables.
"Al menos dos mil millones de personas en todo el mundo sufren actualmente de desnutrición por hierro. Cualquier cosa que podamos hacer para mejorar el contenido de hierro de las plantas ayudará a mucha gente", agrega Busch.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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