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24 de julio de 2016

¿Qué pasa con el crecimiento vegetativo en gravedad cero?

Es bien sabido que los patrones de crecimiento de las plantas están influenciados por una variedad de estímulos, siendo uno de ellos la gravedad. En la Tierra, las raíces de las plantas exhiben ciertos comportamientos característicos que se pensaba que eran dependientes de la fuerza de la gravedad. 

Sin embargo, las plantas de Arabidopsis cultivadas en la Estación Espacial Internacional (ISS) han demostrado que esta teoría está equivocada. Según un estudio publicado en BioMed Central, la ondulación e inclinación de la raíz se producen en las plantas de los vuelos espaciales de manera independiente a la gravedad.

En las raíces de plantas, la ondulación se compone de una serie de cambios regulares en las raíces durante el crecimiento. Se cree que están asociados con la percepción y la evasión de obstáculos, dependiendo de la detección de la gravedad y capacidad de respuesta. 

Mientras que la inclinación es la progresión de las raíces que crecen a lo largo de una superficie casi vertical. Se piensa que es una desviación de las raíces en la dirección de la gravedad y también sujeta a mecanismos similares que afectan al ondeado. 

A pesar de que la base precisa de estos patrones de crecimiento no se entiende bien, la gravedad se considera un jugador importante en estos procesos.

Para probar lo que ocurre con el crecimiento de raíces de las plantas cuando se quita del todo la gravedad, un equipo de investigadores de la Universidad de Florida, hizo crecer dos tipos de Arabidopsis thaliana, Wassilewskija (WS) y Columbia (Col-0), en la ISS

Las plantas se cultivaron en unidades de crecimiento especializadas que combinan un hábitat con un sistema de cámaras que captura imágenes de cada seis horas. Las imágenes han entregado los datos en tiempo real desde la ISS, existiendo un control terrestre de comprobación desde el Centro Espacial Kennedy.

El fenómeno de fototropismo negativo en las raíces de las plantas está bien documentada, pero su papel en la orientación de crecimiento de la raíz sigue siendo explorado. Los autores encontraron que, en ausencia de gravedad pero con luz, las raíces permanecieron fototrópicamente negativas, creciendo en la dirección opuesta del crecimiento del brote, como lo hacen en la Tierra. 

El camino recorrido por las raíces en su crecimiento seguía con los complejos patrones de ondulación e inclinación, características de la Tierra y la influencia de la gravedad. Además, mientras estaban en órbita, cada cultivo conservaba un patrón único de inclinación terrestre.

Sin embargo, el equipo observó que el grado de ondulación mostrado por las plantas en el espacio no coinciden con lo que se preveía con las raíces de la Tierra. En el espacio, la ondulación era mucho más sutil. Este resultado refuerza la idea de que la ondulación e inclinación representan dos fenómenos separados, y que la gravedad no funciona como parte mecánica sobre estos dos procesos.
Aunque las plantas utilicen la gravedad como un tropismo para orientarse sobre la superficie de la Tierra, está claro que la gravedad no es esencial para la orientación de la raíz, ni es el único factor que influye sobre los patrones de crecimiento de las raíces
Parece ser que otras características del medio ambiente también son necesarios para asegurar que una raíz crezca fuera de la semilla, lo que mejora sus posibilidades de encontrar suficiente agua y nutrientes para asegurar su supervivencia
Concluyen los autores principales, Anna-Lisa Paul y Ferl Robert.

Fuente:

Xakata Ciencia

30 de noviembre de 2011

La hormona que controla el crecimiento... ¡de las plantas!

9 de noviembre de 2011 | 23:05

seed

Investigadores de la Universidad de Queensland han encontrado la única hormona que coordina cómo crecen las plantas en respuesta al medio ambiente.

El Dr. Phil Brewer, biólogo molecular de plantas de dicha universidad , y sus colegas, publican sus hallazgos sobre un producto químico llamado strigolactone esta semana en la revista de la Academia Nacional de Ciencias .

Es una hormona clave

Dice Brewer.

Hace tres años, Brewer y sus compañeros publicaron la investigación en la revista Nature, donde mostraron la relación entre strigolactone y el crecimiento de las plantas.

Cuando los niveles de nutrientes o de luz son bajos, los niveles de strigolactone suprimen el desarrollo de las yemas en las ramas, por lo que la planta crece alta y delgada.

Esto permite a la planta llegar más a la luz y maximiza la cantidad de energía que dedica a la reproducción. La energía, por lo tanto, se centra en la producción de flores y semillas en lugar del crecimiento vegetativo.

En este estudio los investigadores han encontrado que el strigolactone no se encarga únicamente de esto.

Al principio pensamos que la hormona strigolactone se centraba en las ramas, pero ahora estamos descubriendo que la hormona está involucrada en un montón cosas variadas

Brewer y colegas encontraron que cuando los niveles de strigolactone son altos, no sólo hace que dejen de crecer los brotes, sino que también actúa en el tallo.

Esto asegura a una planta crecer para alcanzar la luz, teniendo también fuerza para hacerlo.

Ahora pensamos que esta hormona coordina la respuesta de toda la planta. No se trata sólo de la ramificación, se trata también de otras partes de la planta. Se trata de optimizar su crecimiento.

Desde hace muchos años, los científicos pensaban que el engrosamiento del tallo era controlado por una sustancia química llamada auxina, pero estos últimos hallazgos lo ponen en duda.

Este es un gran avance para nosotros porque demuestra que la auxina actúa a través de estrigolactonas para hacer este trabajo, un gran cambio en el dogma

Dice Brewer, que está encontrando influencias de strigolactone en otras partes de la planta también.

Cuando los niveles de nutrientes son bajos los niveles de strigolactone aumentan, lo que estimula la producción de pelos radicales y hongos micorrícicos que contribuyen a aumentar la absorción de nutrientes.

La parte negativa es que algunas malas hierbas parásitas se han apropiado de este sistema.

Vía | ABC Science

Tomado de:

Xakata Ciencia

27 de marzo de 2010

Si las plantas no "ven", no sobreviven

Sábado, 27 de marzo de 2010

Si las plantas no "ven", no sobreviven

Los fitocromos, unos sensores que detectan la luz roja, ponen en marcha la fotosíntesis



Para germinar y desarrollarse, las plantas no sólo requieren agua, luz y nutrientes. Dependen estrechamente de un grupo de pigmentos sensores que captan la luz roja y la traducen en señales que dan cuenta a la planta del estado espacial y temporal del ambiente, información que utilizan para regular su ciclo de vida. Un grupo de argentinos demostró ahora que esos sensores, que actúan como fotorreceptores, son esenciales para la vida de la planta. El hallazgo se anticipó en la edición online de la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Así como nuestros ojos tienen células fotosensoras denominadas "conos", que nos permiten ver los distintos colores y adquirir información del entorno, las plantas poseen distintas familias de fotorreceptores que cumplen un papel similar.

Un equipo de investigadores liderado por el doctor Pablo Cerdán demostró que la presencia de un grupo de ellos es esencial para la vida de las plantas. Se trata de los "fitocromos", que perciben la luz roja y le informan a la planta, entre otras cosas, si es el momento indicado para germinar, florecer o acelerar el crecimiento, de acuerdo con las condiciones del ambiente.

Dado que la luz es la principal fuente de energía para las plantas, no sorprende que también sea su principal fuente de información, según destaca Cerdán, director del Laboratorio de Biología Molecular de Plantas del Instituto Leloir e investigador del Conicet.

Una "pariente" del repollo

El especialista explica que para llegar a esas conclusiones debieron crear plantas desprovistas de todos los fitocromos mediante ingeniería genética. "Lo primero que observamos fue que no germinaban pese a que eran expuestas a la luz", observa. No obstante, en el laboratorio hicieron germinar esas mismas semillas agregándole al medio de cultivo una hormona cuya síntesis depende de los fitocromos que no tenían. "Era evidente que no podían desarrollarse a pesar de que recibían la luz roja necesaria para efectuar la fotosíntesis. Esto demuestra claramente que, para que las plantas crezcan, no alcanza con que reciban luz. Deben poder «verla» a través de los fotorreceptores y, de ese modo, logran procesar y aprovechar la información", destacó Cerdán.

La investigación se efectuó con Arabidopsis thaliana , una planta de flores blancas emparentada con el repollo, que se emplea como organismo modelo. Fruto de varios años de estudio, el descubrimiento es el resultado de un trabajo en equipo en el que también intervinieron los doctores Jorge Casal y Marcelo Yanovsky, del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (Ifeva), de la Facultad de Agronomía de la UBA y del Conicet. Ambos especialistas inaugurarán en pocos días dos nuevos laboratorios en el Instituto Leloir, tras haber ganado un concurso abierto. En el hallazgo participaron, además, Bárbara Strasser y Maximiliano Sánchez.

Una primicia

Consultada sobre la relevancia de este hallazgo, la especialista en fotobiología Agustina Mazzella, del laboratorio de Biología Molecular de Plantas del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular (Ingebi), afirmó que "es la primera vez que se logra obtener una planta que carece de fitocromos, una planta «ciega» a la luz roja".

Los procesos moleculares y genéticos que ocurren desde la detección de la luz hasta la puesta en marcha de las estructuras de la planta encargadas de realizar la fotosíntesis es bastante complejo. Otro trabajo, publicado también en la revista PNAS , en 2009, dirigido por Jorge Casal y el doctor Roberto Staneloni, director del Laboratorio de Biología Molecular y Vegetal del Instituto Leloir, ayudó a comprender el proceso.

Los investigadores identificaron una proteína denominada BLH1, que, al ser activada por los fitocromos, "enciende" un conjunto de genes que ponen en marcha las estructuras que llevan a cabo la fotosíntesis.

Dijo Mazzella: "Lo más interesante es que se identificó por primera vez una proteína capaz de modular la respuesta de las plantas cuando éstas emergen bajo la sombra de otras plantas". Jorge Casal confiesa que, a pesar de que trabaja en plantas desde hace muchos años, aún no dejan de sorprenderlo. "No esperábamos que, al hacerlas deficientes en fotorreceptores como para impedirles ver la información provista por la luz, éstas detendrían su desarrollo hasta morir, a pesar de recibir energía", afirmó Casal. Según los investigadores, conocer estas respuestas fisiológicas, a nivel genético, puede ayudar a optimizar el desarrollo de los cultivos.

Fuente:

La Nación (Argentina)

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