Investigadores del Centro RIKEN para la Ciencia de Recursos Sostenibles CSRS en Japón han descubierto una pequeña hormona que ayuda a las plantas a retener agua cuando no hay ninguna disponible en el suelo. Publicado en la revista Naturaleza el 4 de abril, el estudio muestra cómo el péptido CLE25 se mueve desde las raíces hasta las hojas cuando el agua es escasa y ayuda a prevenir la pérdida de agua al cerrar los poros en la superficie de la hoja.
En los animales, las hormonas peptídicas son pequeñas cadenas de aminoácidos que se mueven a través de la sangre y ayudan a mantener nuestro cuerpo en equilibrio cuando cambia el entorno. Por ejemplo, cuando la presión arterial es baja, el cuerpo produce la hormona vasopresina, que circula enla sangre y actúa para estrechar las arterias, lo que aumenta la presión arterial a niveles normales.
Las plantas también tienen hormonas, llamadas fitohormonas, pero los científicos saben mucho menos sobre ellas. Los científicos de plantas en RIKEN CSRS querían averiguar si alguna hormona vegetal responde al estrés físico-abiótico. Como primer autor, Fuminori Takahashiexplica: "Aunque sabemos que algunas hormonas peptídicas en las plantas median el desarrollo celular, hasta ahora nadie había identificado ninguna que regulara las respuestas al estrés físico como la deshidratación".
El equipo comenzó observando los péptidos CLE que se sintetizan en las raíces y ABA, una hormona que se acumula en las hojas y ayuda a cerrar los poros en respuesta al estrés por sequía. La aplicación de muchos péptidos CLE a las raíces de las plantas mostró que soloCLE25 condujo a un aumento de ABA en las hojas y al cierre de los poros. El equipo determinó que el vínculo entre estos dos eventos era el aumento de una enzima necesaria para producir ABA. Además de esta situación artificial, mostraron que los niveles de CLE25 aumentan en las raíces deplantas que están sometidas a estrés por deshidratación, lo que lleva a los mismos resultados. La siguiente pregunta era si CLE25 se mueve a través del sistema circulatorio de la planta.
La detección de hormonas peptídicas funcionales es muy difícil en las células vivas porque las cantidades son muy pequeñas. "Resolvimos este problema", dice Takahashi, "mediante el uso de un sistema de espectrometría de masas altamente sensible y desarrollando un sistema de detección que puede identificar los péptidos móvilesmoviéndose de la raíz al brote ". Con esta tecnología, los investigadores pudieron etiquetar las moléculas CLE25 y visualizar su movimiento desde las raíces hasta las hojas, lo que indica que en realidad era una hormona móvil y que probablemente interactuaba con otras moléculas en las hojas para producirABA.
Antes de investigar cómo CLE25 induce la síntesis de ABA una vez que llega a la hoja, el equipo creó plantas mutantes que carecían de CLE25 o ABA y realizó varios experimentos de control que confirmaron sus hallazgos. En particular, después de solo tres horas de deshidratación, las plantas sin CLE25 yamostró 7 veces menos ABA de la hoja y había perdido más agua que las plantas de control. Finalmente, el equipo examinó varios mutantes y descubrió que los receptores BAM1 / BAM3 en la hoja eran el vínculo entre CLE25 y la producción de ABA.
Ahora que descubrieron la hormona peptídica CLE25 y determinaron cómo ayuda a las plantas a retener agua, el equipo confía en que esto es solo el comienzo. Como señala Takahashi, "Nuestra investigación tiene aplicaciones en el mundo real y debería contribuir adesarrollo de cultivos abióticos resistentes al estrés que aprovechan el sistema de péptidos móviles en las plantas ".
El grupo en RIKEN CSRS ya tiene sus propios planes en esta dirección. "Primero", explica Takahashi, "estamos trabajando en péptidos modificados que son más efectivos para la resistencia al estrés que los naturales. En segundo lugar, estamos trabajando en formas demezclar péptidos funcionales en fertilizantes para mejorar la resistencia a la sequía de los cultivos en el campo ".
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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