Respuestas
«El hecho de que las raíces de las plantas se comuniquen con los brotes de las plantas no es sorprendente en muchos sentidos. Los brotes de las plantas incorporan carbono (como CO2) del aire, mientras que las raíces de las plantas extraen nutrientes minerales (por ejemplo, nitratos o fosfatos) del suelo. Es probable que la coordinación de estas actividades sea selectivamente ventajosa, porque permite que toda la planta optimice su metabolismo y crecimiento. Pero el mecanismo de comunicación ha sido, hasta hace poco, relativamente desconocido.
“Nuestro artículo muestra que la comunicación se logra mediante el movimiento de un agente desde el brote hasta la raíz. Este agente es una proteína conocida como HY5, un tipo de proteína conocida como «factor de transcripción» que puede activar o «encender» genes. Ya se sabía que HY5 controlaba las tasas de fotosíntesis (captura de CO2) en el rodaje. Nuestro trabajo muestra que HY5 actúa como un agente de comunicación entre el brote y la raíz al moverse a través de los vasos del floema (parte del sistema vascular de la planta).
‘HY5 viaja desde el brote hasta la raíz y, cuando llega a la raíz, activa una serie de genes en las células de la raíz , incluidos los genes que codifican los transportadores de nitrato que extraen el nitrato del suelo. Esta activación también depende de los azúcares (una medida de la captura de CO2) que también viajan a través del floema desde el brote hasta la raíz. Por lo tanto, el movimiento de HY5 y azúcares desde el brote hasta la raíz aumenta la absorción de nitrato por la raíz.
“Nuestro uso de la genética en esta investigación nos ha permitido descubrir cosas previamente desconocidas. Buscamos mutantes que hubieran reducido la comunicación entre el brote y la raíz. La lógica aquí es que los mutantes carecerían de genes que controlaran la comunicación brote-raíz, lo que nos permitiría identificar los genes que, en plantas normales, controlan esa comunicación. Uno de nuestros mutantes identificó un gen que codifica la proteína HY5 previamente bien caracterizada. Lo que descubrimos al usar esta técnica fue que HY5 se mueve de la raíz a la raíz, algo nuevo que no se sabía que fuera una propiedad de HY5.
“En términos de ciencia fundamental, este nuevo conocimiento avanza significativamente nuestra comprensión de cómo los brotes y las raíces de las plantas se comunican entre sí, y especialmente cómo esa comunicación coordina el crecimiento y el metabolismo de toda la planta. Este es solo el comienzo de lo que probablemente se convierta en un área nueva e importante en la biología vegetal fundamental.
«En términos de aplicación, HY5 se identificó por primera vez como una proteína que regula el crecimiento de las plantas en respuesta a las señales de luz. La mayoría de los cultivos (por ejemplo, trigo, arroz o maíz) se cultivan en plantaciones relativamente densas en las que las plantas individuales tienden a dar sombra entre sí. Nuestros hallazgos significan que HY5 ahora puede convertirse en un objetivo para que los fitomejoradores aumenten la actividad de HY5 en las raíces de las plantas de cultivo sombreadas, mejorando así la absorción de nitrato del suelo.
‘Este es un objetivo importante para los fitomejoradores en todo el mundo, ya que aumentará la eficiencia con la que los cultivos usan fertilizantes, reducirá los impactos ecológicos dañinos de la escorrentía de fertilizantes de los campos y, en general, contribuirá a los aumentos ambientalmente sostenibles en el rendimiento de los cultivos que necesitamos para alimentar a la creciente población mundial ‘.