El ácido jasmónico no es solo el olor aromático de la planta Jasminum grandiflorum utilizada en las industrias de cosméticos y perfumes. Las plantas heridas, por ejemplo, masticando herbívoros producen ácido jasmónico como señal de defensa, como una fitohormona para montar sus respuestas de defensa, esto incluye, por ejemplo,la formación de sustancias tóxicas. Incluso emplean derivados volátiles de ácido jasmónico para advertir a sus vecinos que combatan la amenaza creciente a tiempo.
Hoy, un equipo de investigación internacional dirigido por el biólogo de plantas Dirk Becker de Julius-Maximilians-Universität Würzburg JMU en Baviera, Alemania, informa sobre sus nuevos hallazgos sobre los efectos del ácido jasmónico en la revista científica Célula del desarrollo . Encontraron que el ácido jasmónico también está involucrado en el cierre rápido de los estomas.
La herida induce el cierre de estomas a través del ácido jasmónico
Los estomas son poros ajustables formados por dos células protectoras en la epidermis de las hojas de las plantas. Controlan la absorción de dióxido de carbono crucial para la fotosíntesis y al mismo tiempo el equilibrio hídrico de las plantas. El ácido abscísico de fitohormonas ABA representa una señal clavepara el cierre del estoma. Las plantas producen ABA durante el estrés por sequía para ahorrar agua.
Durante sus experimentos sobre el control del volumen de la célula de guardia por estrés biótico, el equipo de la Cátedra de Fisiología y Biofísica de la JMU notó que la herida mecánica de las hojas de la planta modelo Arabidopsis thaliana también desencadena rápidamente el cierre del estoma. Sorprendentemente, este efecto no se limitó ala hoja herida, pero también ocurrió en las hojas vecinas.
"Esta observación no se informó anteriormente y nos sugirió que la vía de señalización de jasmonato podría haberse activado en las celdas de guardia", explica Dirk Becker. ¿Pero cómo monitorear la señalización de ácido jasmónico en las celdas de guardia? Aquí el equipo de Würzburg recibióasistencia del biólogo de plantas Antoine Larrieu Ecole Normale Supérieure Lyon, quien había desarrollado un sensor fluorescente codificado genéticamente para monitorear la señalización de jasmonato en las células vivas. Podría demostrar que la herida activa la cascada de señalización de ácido jasmónico en las células de guardia.
del ácido jasmónico a un canal de potasio
El cierre estomatal requiere el flujo de salida de aniones y potasio mediado por canales de iones de células protectoras. Para comprender el mecanismo molecular que subyace en el cierre estomatal controlado por ácido jasmónico, el equipo de Becker salió en busca de mutantes que no respondieran al tratamiento con jasmonato.
Al examinar su colección mutante de canales de iones de células protectoras descubrieron el canal K + GORK como un objetivo esencial del cierre estomatal inducido por jasmonato. En colaboración con los laboratorios de Jörg Kudla Universität Münster y Erwin Grill Technische Universität Münchenpodrían identificar una proteína quinasa dependiente de calcio, el complejo CBL / CIPK específico de la planta, para interactuar y regular la actividad del canal de potasio GORK. "La herida induce señales de calcio en las células protectoras y en estudios electrofisiológicos podríamos demostrar que el calcio-La unión del complejo CBL1 / CIPK5 activa el canal iónico ", afirma Dirk Becker.
Dos hormonas vegetales en una diafonía molecular
El equipo de investigación identificó además la proteína fosfatasa ABI2 para contrarrestar la activación del canal mediada por la quinasa, lo que representa un regulador negativo de la señalización de jasmonato en las células de guardia. Becker explica además: "Curiosamente, ABI2 es el correceptor de la hormona de la sequía de la planta ABA.Esto indica interferencia molecular entre el ácido jasmónico de las dos fitohormonas y el ácido abscísico ". De hecho, junto con colegas del laboratorio Pedro Rodríguez Universitat Politecnica Valencia el equipo podría demostrar que los mutantes de Arabidopsis que carecen de receptores ABA de células de protección también son insensibles al ácido jasmónico.
Con su historia, el equipo internacional de biólogos de plantas dirigido por el científico de la JMU Dirk Becker ha dado un paso importante en la comprensión del marco molecular que permite a las plantas responder al estrés de la herida en las células protectoras. La turgencia de las hojas y las tasas fotosintéticas se correlacionan con la conductancia estomática.
Por lo tanto, el cierre estomático inducido por la lesión podría proporcionar una señal de emergencia a las plantas. "Actualmente no sabemos cómo el ácido jasmónico aborda la vía de señalización del ácido abscísico", dice Becker. El equipo de Würzburg ahora investigará si el ácido jasmónico desencadena la biosíntesis del ácido abscísico osi actúa al nivel de percepción y sensibilidad del ácido abscísico.
Observación desconcertante sobre Coronatina
Las bacterias Pseudomonas patógenas para las plantas son capaces de producir un mimetismo molecular del ácido jasmónico, conocido como Coronatina. Los fisiólogos de las plantas comúnmente usan Coronatina como un sustituto del ácido jasmónico en sus experimentos.
"Sin embargo, a largo plazo", explica Becker, "la coronatina hace exactamente lo contrario del ácido jasmónico en las células de guardia: abre los estomas y proporciona una vía de entrada para las bacterias patógenas". Esta observación desconcertante se resolverá en futuros estudios mediantecomparar genes expresados diferencialmente en células de guardia después del tratamiento con ácido jasmónico o coronatina.
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Materiales proporcionado por Universidad de Würzburg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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