En el futuro, la producción de cultivos agrícolas deberá manejarse con cada vez menos fertilización con nitrógeno. Por lo tanto, el objetivo debe ser aumentar la eficiencia del uso de nitrógeno para que los niveles de rendimiento se mantengan estables. Las plantas responden a la deficiencia leve de nitrógeno alargando sus raíces lateralesDe esta manera, se puede absorber más nitrógeno que antes. Investigadores del Instituto IPK Leibniz han descubierto ahora un módulo regulador hormonal que media los procesos moleculares de esta adaptación. Los brasinoesteroides y auxinas juegan un papel central en esto. Los resultados fueron publicados enel periódico Comunicaciones de la naturaleza .
Es vital que las plantas puedan adaptar su estructura radicular a los cambios en el suelo. Si hay una ligera falta de nitrógeno, muchas plantas alargan sus raíces laterales. La hormona auxina juega un papel importante en la formación de las raíces. Cuando el nitrógenoel suministro es adecuado, se transporta suficiente auxina desde el brote hasta las raíces para que crezcan. "Sin embargo, si hay una escasez moderada de nitrógeno, la auxina derivada del brote no es suficiente para la adaptación, por lo que la biosíntesis local de auxina se mejora fuertemente enla punta de la raíz ", explica el Prof. Dr. Nicolaus von Wirén, jefe del Departamento de Fisiología y Biología Celular del Instituto IPK Leibniz.
Pero no se trata solo de auxinas, los brasinoesteroides también tienen una función importante en este proceso. Se sintetizan en mayor medida en caso de deficiencia leve de nitrógeno y se transmiten como una señal promotora del crecimiento ". Esta señal a su vezEs necesario inducir los dos genes TAA1 y YUCCA8 en las raíces ", explica el Dr. Zhongtao Jia, primer autor del estudio." De esta manera, la formación de auxinas se controla y regula de acuerdo con la respectiva demanda de nitrógeno.las raíces laterales se incrementan de esta manera. "
"En nuestro estudio, hemos descubierto un módulo regulador hormonal. Lo nuevo es que podemos organizar las hormonas en orden jerárquico, es decir, los brasinoesteroides están aguas arriba de la auxina en este proceso", dice el Prof. Dr. Nicolaus von Wirén.Pero no solo eso: los científicos del IPK también encontraron variaciones alélicas en el gen YUCCA durante su investigación en la planta modelo Arabidopsis. Estas están relacionadas con el hecho de que algunas accesiones naturales líneas de cierto origen geográfico muestran un alargamiento más fuerte de laraíces que otros cuando se cultivan en condiciones de deficiencia leve de nitrógeno. "
El próximo desafío es utilizar estos hallazgos para una mayor mejora genética de las plantas de cultivo, por ejemplo, mediante el desarrollo de marcadores genéticos o mediante la edición de genes empleando la tecnología CRISPR / Cas. "También esperamos tales diferencias entre líneas individuales en la cebada o el trigo.accesiones en nuestro banco de germoplasma ", dice el Prof. Dr. Nicolaus von Wirén. Además, los investigadores del IPK quieren investigar las cuestiones de cómo las plantas pueden medir su estado nutricional de nitrógeno interno y qué factores podrían desempeñar un papel en el proceso de elongación de las raícesincluso antes de que entren en juego los brasinoesteroides.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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