El equipo internacional de biólogos de plantas, liderado por el Prof. Dr. Alexis Maizel del Centro de Estudios de Organismos de la Universidad de Heidelberg, ha logrado un avance significativo en la comprensión de los mecanismos moleculares que regulan la formación de raíces laterales en las plantas. Este descubrimiento podría tener un impacto importante en el crecimiento y rendimiento de los cultivos.
El estudio se centró en la proteína diana de la rapamicina (TOR), un factor molecular clave que controla varios procesos metabólicos en plantas y animales. El equipo utilizó Arabidopsis thaliana, una planta modelo ampliamente utilizada en la investigación vegetal, para investigar cómo la glucosa influye en la formación de raíces laterales.
Se descubrió que la planta forma raíces laterales solo cuando la glucosa se descompone y se consumen los carbohidratos en el periciclo, la capa celular más externa del cilindro principal de la raíz. Este proceso está controlado por la actividad de TOR, que se activa en las células del periciclo cuando hay azúcar presente. Estas células fundadoras luego dan lugar a las raíces laterales a través de la división celular.
El papel de TOR en este proceso es crucial. Actúa como un «guardián» que verifica si hay suficientes recursos de azúcar disponibles para activar el programa de crecimiento genético responsable de la formación de raíces. TOR controla la traducción de genes específicos dependientes de auxinas y bloquea su expresión cuando no hay suficiente azúcar disponible. Cuando los investigadores inhibieron la actividad de TOR, no se formaron raíces laterales, lo que indica la importancia fundamental de este mecanismo molecular.
El control molecular de las raíces y su impacto en la agricultura
Además de la formación de raíces laterales, los investigadores descubrieron que TOR también controla la formación de raíces adventicias a partir de otros tejidos vegetales. Esto abre nuevas posibilidades para desarrollar estrategias agrícolas que optimicen el crecimiento de las plantas y aumenten los rendimientos de los cultivos en diversas condiciones ambientales.
Los resultados de este estudio, publicados en The EMBO Journal, representan un avance significativo en nuestra comprensión de los procesos moleculares que regulan la ramificación de las raíces en las plantas. Estos hallazgos podrían tener implicaciones importantes en la agricultura, ya que podrían utilizarse para desarrollar nuevas estrategias que mejoren el crecimiento y el rendimiento de los cultivos.
El Prof. Maizel y su equipo están entusiasmados con las posibilidades que se abren a partir de este descubrimiento. Esperan que estos conocimientos conduzcan a avances adicionales en la mejora de las prácticas agrícolas y contribuyan a abordar los desafíos relacionados con la seguridad alimentaria en todo el mundo.
Con su investigación, el equipo ha demostrado que la formación de raíces laterales en las plantas está controlada por la actividad de TOR, un factor molecular que regula la disponibilidad de recursos de azúcar. Este descubrimiento tiene el potencial de mejorar el crecimiento de las plantas y aumentar los rendimientos de los cultivos, lo que podría tener un impacto significativo en la agricultura y la seguridad alimentaria a nivel global.
Referencias:
TOR acts as a metabolic gatekeeper for auxin-dependent lateral root initiation in Arabidopsis thaliana: https://doi.org/10.15252/embj.2022111273
