Los científicos pueden haber encontrado una nueva forma de promover el crecimiento de cultivos en condiciones agrícolas degradantes:mirando a las raíces.
Un nuevo estudio realizado por la Universidad de California en Riverside reveló que una proteína, la quinasa receptora de inflorescencia y ápices de las raíces, "O IRK, para abreviar, en las raíces de las plantas envía señales a otras células que influyen en si las raíces crecen o no.
"La raíz es un órgano interesante, pero no entendemos mucho sobre cómo crecen las raíces, ”Dijo Jaimie Van Norman, el autor principal del estudio y profesor asistente de ciencias de las plantas en la Universidad de California Riverside, "Mucho de eso se debe a que están fuera de la vista".
Las plantas no tienen "cerebro" en el sentido tradicional, pero de alguna manera pueden tomar decisiones sobre cuándo y cómo crecer. Van Norman está interesado en la forma en que sucede, y vi a IRK, descubierto por primera vez a principios de la década de 2000 por un equipo en Japón, como una interesante oportunidad.
"Estaba buscando específicamente este tipo de proteínas, —Dijo Van Norman. "Me interesa cómo las células se comunican entre sí en las plantas [porque] no tienen un sistema nervioso".
Van Norman y su equipo de investigación primero colocaron un marcador fluorescente verde en el IRK para determinar dónde se encuentra en las células de la planta. A diferencia de muchas otras proteínas, que se encuentran tanto en el interior como en el exterior de la celda, sólo el exterior de las células de la raíz se iluminó con el marcador IRK.
"La proteína está solo en un lado de la célula, —Dijo Van Norman. “Sugiere que la proteína está posicionada para recibir información específicamente desde esa dirección. [En este caso] sugiere que la información proviene del exterior ".
Una vez que supieron dónde estaba IRK, el equipo editó el genoma de algunas plantas para "apagar" la proteína y evitar que envíe señales a otras células. Luego, vieron crecer las raíces jóvenes de los dos grupos de muestras en una placa de Petri. Las células en las raíces sin IRK se multiplicaron más rápido y desarrollaron raíces más grandes que sus contrapartes activas en IRK.
"Creemos que su trabajo es reprimir la división celular, —Dijo Van Norman. "Cuando falta, estas células se dividen de forma irregular ".
Los investigadores estudiaron IRK en un pariente de mostaza, pero dicen que los genes que codifican la proteína también están presentes en otros cultivos (aunque Van Norman admitió que no se han fijado en “plantas ancestrales” como los musgos).
Los científicos aún no pueden decir exactamente cómo funciona IRK fuera del laboratorio, por ejemplo, Van Norman dijo que aún no saben qué activa o desactiva el IRK, pero el estudio sugiere que el IRK responde a las condiciones ambientales para decidir si las raíces deben crecer.
"Las plantas no pueden simplemente dejar el medio ambiente, tienen que arreglárselas con lo que hay allí, ”, Explicó Van Norman. “El crecimiento y el medio ambiente están estrechamente vinculados de modo que la planta puede detener su crecimiento en un entorno negativo, como el invierno en Maine ".
Próximo, Van Norman espera comprender si las raíces más grandes sobreviven mejor al estrés.
"Cuando mutamos IRK, las raíces se ensanchan, —Dijo Van Norman. "Nos preguntamos si esas raíces son más capaces de absorber agua y nutrientes - es más grande mejor, o hay algo de equilibrio si tienes esas células adicionales, ¿te hace menos bueno haciendo el trabajo de raíz? "
Si IRK se puede modular con éxito, Van Norman dijo que los agricultores pueden controlar si las raíces crecen más para plantas potencialmente más productivas, o más pequeño para mantener a raya las malezas o detener el crecimiento de los cultivos hasta que pase una tormenta severa.
"En general, el estudio de las raíces y cómo controlan el crecimiento en diferentes condiciones ambientales conducirá a una mejora espectacular de los cultivos, —Dijo Van Norman. “Los ambientes del suelo se están degradando. Las tierras agrícolas se están degradando en calidad. Se está volviendo más salado se está privando más de nutrientes. Tendremos que entender cómo crecen las raíces para poder impulsar la productividad sobre el suelo en el futuro de la agricultura ".
