Según los investigadores de Penn State, las plantas de frijol que suprimen el crecimiento secundario de las raíces a favor de aumentar el crecimiento primario de las raíces forrajean un mayor volumen de suelo para adquirir fósforo, dicen que sus hallazgos recientes tienen implicaciones para los fitomejoradores y mejoran la productividad de los cultivos en suelos pobres en nutrientes.El aumento en la longitud de la raíz se conoce como crecimiento primario, mientras que el crecimiento secundario es el aumento en el grosor o circunferencia de la raíz. Debido a que el crecimiento de la raíz confiere un costo metabólico a la planta, las plantas de frijol que crecen en suelos agotados con fósforo que envíanfuera más largo, las raíces más delgadas tienen la ventaja de explorar un mayor volumen de suelo y adquirir más fósforo.
"Como una estrategia natural para las plantas para lidiar con el estrés por fósforo, es un ganador", dijo el investigador principal Christopher Strock, un estudiante de doctorado en biología vegetal en la Facultad de Ciencias Agrícolas. "Eso es importante porque la mayoría de los suelos en todo el mundo son deficientes en fósforo, y los rasgos radiculares que mejoran la adquisición de fósforo no solo pueden ayudar a mejorar la eficiencia de la absorción de fertilizantes para los agricultores aquí en los EE. UU., sino que también benefician a los agricultores de los países en desarrollo que no tienen acceso a los fertilizantes fosfatados ".
Los investigadores utilizaron el frijol común como modelo para esta investigación porque es uno de los cultivos más fundamentales que contribuyen a la seguridad alimentaria, con un mayor volumen para el consumo humano directo que cualquier otra leguminosa de grano. Es especialmente importante en todo el mundo en desarrollo en el sub- África sahariana y América Central y del Sur, donde las personas no tienen un amplio acceso a la proteína animal. En esas regiones, los frijoles son una fuente primaria de proteínas y nutrición. A pesar de la importancia de este cultivo, los rendimientos en gran parte del mundo son limitadospor suelos ácidos y extremadamente agotados en fosfato, uno de los principales nutrientes que las plantas necesitan para crecer.
"Si podemos identificar los rasgos de la raíz que mejoran la eficiencia del forrajeo, podemos desarrollar nuevos cultivares que tengan una mayor capacidad para absorber el fósforo y tengan mejores rendimientos en estos entornos", dijo Strock.
Al realizar el estudio, que se publicó en la edición de este mes de Fisiología vegetal los investigadores utilizaron técnicas de modelado por computadora y cultivaron líneas endogámicas recombinantes de frijol común para comprender cómo las plantas asignan los recursos al crecimiento de las raíces primarias y secundarias bajo estrés de fósforo. Las plantas se cultivaron en ambas condiciones de invernadero, en el campus del Parque Estatal de la Universidad de Penn State.- y en campos seleccionados en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de la Universidad en Rock Springs.
Normalmente, los suelos de Pensilvania contendrían demasiado fósforo para permitir experimentos de campo sobre el estrés por fósforo, pero el grupo de investigación del Profesor Distinguido Universitario de Ciencia de las Plantas Jonathan Lynch desarrolló una técnica para crear parcelas experimentales que replican las condiciones de agotamiento de fósforo de los suelos de oxisol tropical enla instalación de Larson. Esto se logró agregando cargas de camiones de gránulos de óxido de aluminio a los campos, que unen el fósforo en el suelo, por lo que no está disponible para las plantas.
También exclusivo del laboratorio Lynch es su uso de la tomografía por ablación láser para seccionar y medir la anatomía de la raíz. Esta revolucionaria técnica, inventada por el laboratorio de Lynch, no solo permite una mayor precisión en las observaciones de la anatomía de la raíz, sino que también brinda a los investigadores la capacidadmuestrear rápidamente cientos de muestras de raíz por día, una tarea que requeriría una cantidad poco práctica de trabajo y tiempo usando métodos tradicionales.
Las diferencias en el crecimiento de las plantas de frijol observadas por los investigadores fueron sorprendentes. En el tratamiento de estrés por fósforo, los genotipos con una mayor reducción de su crecimiento secundario de raíz habían aumentado la longitud de la raíz, absorbieron más fósforo y tuvieron brotes más grandes que los genotipos con mayor crecimiento secundario de raíz"Todos los genotipos que observamos suprimieron su crecimiento de raíz secundaria bajo estrés de fósforo, pero algunos mostraron esta respuesta mucho más fuertemente que otros", dijo Strock. "Y aquellos que suprimieron su crecimiento secundario más, tuvieron un mejor rendimiento bajo estrés de fósforo porquepudieron tomar los recursos que estarían poniendo en crecimiento secundario y aumentar la longitud de la raíz para buscar más fósforo "
Lynch señaló que su grupo de investigación colabora directamente con los mejoradores de plantas en el Departamento de Agricultura y centros agrícolas de los EE. UU. En Columbia, Honduras, Mozambique, Zambia y Malawi. Actualmente, los criadores están incorporando otros descubrimientos de su laboratorio y están lanzando varias variedades nuevas de frijolcon rasgos radiculares mejorados para la adquisición de fósforo a los agricultores en Mozambique y Zambia.
"Nuestro objetivo en este laboratorio es identificar rasgos como el crecimiento reducido de raíces secundarias que podemos transmitir a los mejoradores para que puedan incorporarlos en sus programas de mejoramiento", dijo Lynch. "Trabajando con nuestros socios de mejoramiento, variedades de frijol común".pueden desarrollarse para reducir el crecimiento de las raíces secundarias y, por lo tanto, mejorar el rendimiento en suelos pobres, lo que será un gran beneficio para los pequeños agricultores, que dependen de los frijoles para obtener alimentos e ingresos ".
La Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos apoyaron este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Jeff Mulhollem. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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