No solo los humanos y los animales sufren cuando aumenta el mercurio, las plantas también sienten el calor. El estrés por calor es un problema importante en la agricultura y puede reducir significativamente el rendimiento de los cultivos. Incluso pequeños aumentos de temperatura pueden afectar el crecimiento y desarrollo de las plantas. Mientras que las plantasno pueden moverse a un lugar sombreado para escapar del calor, han desarrollado estrategias para protegerse del estrés por calor cuando sale el sol; sin embargo, no se comprende completamente cómo las plantas perciben y responden al estrés por calor.
Comprender cómo las plantas responden al estrés por calor es crucial para desarrollar cultivos que puedan soportar el aumento de las temperaturas promedio y las olas de calor más frecuentes bajo el cambio climático. Como resultado, muchas personas han estado trabajando durante muchos años para tratar de comprender cómo las plantas perciben la temperatura yluego, cómo las plantas usan esta información para activar las vías químicas para protegerse mediante, entre otras cosas, la fabricación de proteínas protectoras de choque térmico HSP.
Se sabe desde 1939 Laude et al que la respuesta de las plantas al estrés por calor fluctúa entre el día y la noche; si aplica estrés por calor a una planta durante la mitad del día, es mucho más probable que sobreviva quesi aplicaste el mismo estrés por la noche. El ciclo diario de resistencia al calor de las plantas es una estrategia que protege a las plantas de las partes más calurosas del día, al tiempo que evita que se desperdicie energía produciendo proteínas de choque térmico en la noche cuando hace más frío.
Otros estudios han confirmado que la resistencia al calor se activa en las plantas cuando están expuestas a la luz. Pierden esta propiedad de resistencia al calor en la oscuridad y solo recuperarán la protección cuando vuelvan a exponerse a la luz.
Sin embargo, la señalización involucrada en decirle a la planta cuándo activar los genes para fabricar proteínas de choque térmico sigue siendo un misterio.
Patrick Dickinson, quien se unió al Laboratorio Sainsbury en la Universidad de Cambridge como estudiante de doctorado, quería averiguar: "Estaba bastante interesado en cómo las plantas responden a su entorno y me sorprendió que hubiera tanto por aprender sobre cómolas plantas perciben y responden a la temperatura. Se sabe mucho acerca de cómo las células vegetales y animales responden al estrés por calor extremo, pero no se sabía mucho sobre su respuesta al calor ambiental o cómo regulan su respuesta al calor entre el día y la noche ".
la señalización de cloroplasto inducida por la luz desencadena la respuesta al estrés por calor
El Dr. Dickinson, quien ahora es Investigador Asociado en el Departamento de Ciencias de las Plantas de la Universidad de Cambridge, descubrió que varios genes que se sabe que están involucrados en la formación de cloroplastos también estaban teniendo un gran efecto en la respuesta de la planta a las altas temperaturas.dos piezas del rompecabezas juntas, su descubrimiento de que los genes del cloroplasto estaban vinculados a la respuesta al estrés por calor y que las plantas responden mejor al estrés por calor durante el día, señalaron que el cloroplasto está involucrado en la protección de la planta del calor. Descubrió que existeuna señal enviada desde el cloroplasto en respuesta a la luz, que luego activa la expresión génica en el núcleo para hacer que la planta sea resistente al estrés por calor.
¿Cómo se comunican el cloroplasto y el núcleo?
Luego de este descubrimiento, la siguiente pregunta fundamental a responder es, ¿cómo se transmite esta señal desde el cloroplasto al núcleo para cambiar la expresión génica dentro de la célula? El Dr. Dickinson dice que la molécula de señalización que transmite señales desde el cloroplasto ael núcleo está relacionado con la cadena fotosintética de transporte de electrones: "Inicialmente, hay una especie de señal proveniente de la cadena fotosintética de transporte de electrones, que se comunica al núcleo para activar la expresión génica, pero la señal aún no está clara. Podríaposiblemente sea peróxido de hidrógeno porque se ha demostrado que se mueve desde el cloroplasto al núcleo para iniciar la señalización, pero todavía hay mucho más por analizar para confirmar la naturaleza de la señalización ".
aplicación práctica
El supervisor del Dr. Dickinson en el Laboratorio Sainsbury, Dr. Phil Wigge, dice que es vital que se identifiquen los genes y los antecedentes genéticos que confieren una mayor resistencia al estrés por calor: "Muchos de los cultivos que se cultivan en todo el mundo hoy ya están creciendo en la parte superiorde su zona de confort en términos de temperatura. En realidad, se estima que para cultivos importantes como el trigo, el arroz y el maíz, que cada grado Celsius de aumento de la temperatura por encima de las temperaturas actuales podría disminuir los rendimientos de los cultivos entre un 3-7% debido al estrés térmicoLa contribución que estamos tratando de hacer en el laboratorio es comprender las moléculas y los mecanismos subyacentes que controlan cómo una planta detecta la temperatura y los genes que se requieren para que una planta se adapte a temperaturas más altas. Y esperamos que luego podamosuse esa información para descubrir los mismos genes en las plantas de cultivo y ver si esos genes pueden usarse para hacer que las plantas de cultivo sean más resistentes al estrés por calor ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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