Los científicos logran un avance tras años de intentar
descifrar los mecanismos genéticos detrás de la relación simbiótica con plantas
y hongos micorrícicos.
Un equipo de varios institutos, dirigido por el Laboratorio
Nacional Oak Ridge (ORNL; TN, EUA), descubrió un gen específico responsable de
mediar la simbiosis entre las plantas y los hongos del suelo, la micorriza.
Se encuentra que los hongos micorrícicos están asociados con
aproximadamente el 80% de las raíces de las especies de plantas, a menudo encerrándolos
en una estructura conocida como vaina fúngica. Los hongos son esenciales para
ayudar a muchos procesos importantes de las plantas ya que sus micelios son
mucho más finos que las raíces de las plantas, lo que les permite extenderse
aún más en el suelo. Esta relación simbiótica aumenta la capacidad de la planta
para: absorber agua, absorber nutrientes y señalizar. A cambio, las micorrizas
reciben carbono de la planta.
Con el apoyo de la Oficina de Ciencia y el Centro de
Innovación Bioenergética del Departamento de Energía , el trabajo fue una
colaboración entre ORNL, la Universidad de Lorena (Francia) y el Instituto
HudsonAlpha de Biotecnología en Alabama (AL, EE. UU.). ORNL y sus instituciones
asociadas han pasado 10 años investigando técnicas para mejorar la bioenergía y
los cultivos de materias primas.
“Si podemos hacer que Arabidopsis interactúe con este hongo,
entonces creemos que podemos hacer que otros cultivos de biocombustibles como
el pasto de pasto, o cultivos alimentarios como el maíz también interactúen y
confieran exactamente los mismos beneficios.
Plantas parásitas que roban genes del huésped para usar
contra ellas
¿Podrían los alimentos de origen vegetal ser una ruta para
la resistencia a los antibióticos?
Los efectos no tan
geniales del maíz
Los científicos investigaron la simbiosis entre una
determinada especie de Populus, nombre común Poplar, y el hongo Laccaria
bicolor mediante la utilización de recursos de supercomputación en el Oak Ridge
Leadership Computing Facility (TN, EE. UU.) Junto con secuencias genómicas
producidas en el Joint Genome Institute (CA, EE. UU.) ), el equipo pudo
identificar un gen candidato que codifica la proteína receptora PtLecRLK1, una
quinasa tipo receptor de lectina de tipo G.
Para validar el papel de PtLecRLK1, los investigadores
crearon una Arabidopsis genéticamente modificada que produjo la proteína
PtLecRLK1 no nativa. La planta de Arabidopsis suele ser resistente a L. Bicolar
e incluso lo ve como un peligro. La Arabidopsis se trató con L. Bicolar y el
hongo se cultivó en las raíces de la planta formando una vaina fúngica, lo que
sugiere que la inclusión de PtLecRLK1 fue suficiente para conferir la relación
simbiótica.
"Demostramos que podemos convertir un no host en un
host de este simbionte", explicó Wellington Muchero (ORNL). “Si podemos
hacer que Arabidopsis interactúe con este hongo, entonces creemos que podemos
hacer que otros cultivos de biocombustibles como el pasto de pasto, o cultivos
alimentarios como el maíz también interactúen y confieran exactamente los
mismos beneficios. Abre todo tipo de oportunidades en diversos sistemas de
plantas. Sorprendentemente, un gen es todo lo que necesitas ".
Este descubrimiento infiere el potencial de desarrollar
bioenergía y cultivos alimentarios que requieren niveles más bajos de
fertilizante, pueden resistir patógenos y plagas de manera más efectiva, y son
más grandes y más abundantes. Dado que los efectos del cambio climático se
sienten más que nunca, la posibilidad de diseñar plantas que puedan soportar
condiciones de crecimiento más severas, como la sequía, es una perspectiva
atractiva.
ESCRITO POR Caitlin Killen
FUENTE
Labbé J, Muchero W, Czarnecki O et al. Mediación de la
interacción planta-micorriza por una quinasa similar a un receptor de lectina.
Nat. Plantas doi: 10.1038 / s41477-019-0469-x (2019)
https://www.nature.com/articles/s41477-019-0469-x
https://www.ornl.gov/news/ornl-scientists-make
-descubrimiento-descubrimiento-creando-mejores-cultivos
tomado de envio de
biotechniques
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