Los científicos investigan los nódulos y raíces laterales de las plantas como otro paso para el desarrollo de la autofertilización de los cultivos

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Un grupo de científicos de la Universidad de Cambridge han recientemente publicado resultados de sus estudios sobre los nódulos y las raíces laterales de las plantas, ya que se considera que ambos órganos comparten rutas de desarrollo superpuestas a pesar de la inducción diferencial. Tales hallazgos podrían contribuir a la investigación y el desarrollo de cultivos que se autofertilicen.

El equipo de investigaciones deseaba probar que la antigua teoría de que los pasos del desarrollo de las raíces laterales y los nódulos de una planta son compartidos. Su trabajo también buscó descifrar las comunicaciones simbióticas que se producen entre las plantas y las bacterias rizobianas al convertir el nitrógeno de la atmósfera en amonio para el crecimiento de la planta.

El análisis microscópico y de expresión del gen se utilizaron para rastrear el desarrollo celular y cómo las hormonas desempeñaron un papel en las primeras etapas de la formación de raíces laterales y nódulos. Los hallazgos del equipo incluyeron cómo los nódulos fijadores de nitrógeno y las raíces laterales de una planta crecen de la misma manera utilizando el mismo programa, lo que respaldaría el hecho de que una parte importante de la maquinaria necesaria para formar nódulos también está presente en las plantas que no producen nódulos.

Otro hallazgo fue que la acumulación de la hormona vegetal auxina está presente tanto en el desarrollo de la raíz lateral como del nódulo. Sin embargo, su activación difiere en las dos partes de la planta, ya que la activación de auxina en los nódulos implica una segunda hormona vegetal, la citoquinina. Una investigación adicional descubrió que la citoquinina junto con una proteína clave que actúa como un regulador maestro, llamado NIN, controlan el inicio de los nódulos. NIN es una pieza clave en las plantas de leguminosas, ya que permite la formación de nódulos mediante la activación de la organogénesis de la raíz lateral.

Con tales resultados, los investigadores estiman que los estudios adicionales deberían centrarse en el proceso de la planta de cómo se producen los nódulos, en lugar de tener que ingeniar un programa completo de desarrollo de nódulos. Sus hallazgos respaldan que muchos procesos involucrados en la nodulación son más comunes de lo que se pensaba, lo que alienta la esperanza que la ingeniería de la fijación de nitrógeno en otros cultivos sea posible sin tener que sufrir grandes alteraciones en las plantas. Tal desarrollo puede conducir algún día a cultivos que no dependan de fertilizantes químicos para compensar las deficiencias de nitrógeno en el suelo.

 

La información científica completa de esta investigación se puede hallar y leer en Current Biology.

 

 

Arroz resistente al tizón bacteriano desarrollado a través de la edición del genoma

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Xanthomonas oryzae patovar oryzae (Xoo) es el agente causal del tizón bacteriano en el arroz, alimento básico de miles de millones de personas en el mundo. Para combatir esta terrible enfermedad, un grupo de investigaciones del IRRI (Instituto Internacional de Investigaciones en el Arroz) exploraron los genes de Xoo que codifican las proteínas conocidas como Activadores de la Transcripción (TALEs en inglés). Xoo utiliza los TALEs para conectar con los genes SWEET (The Sugars Will Eventually Be Exported Transporters o Transportadores Eventuales de los Azucares) en plantas de arroz, los cuales son necesarios para expresar la susceptibilidad a la enfermedad. Así, cuando los genes  SWEET se expresan,  Xoo toma acceso a los nutrientes en las plantas de arroz.

Los investigadores analizaron 63 cepas de Xoo y encontraron que cada cepa tiene una o más versiones de TALEs.  Cada versión puede activarse al menos en uno de  tres genes SWEET. Para modificar los genes SWEET, los investigadores usaron la herramienta de edición de genoma CRISPR-Cas9, que son familias de secuencias de ADN en las bacterias y que contienen fragmentos de ADN de virus que han atacado a las bacterias, los que la bacteria utiliza para detectar y destruir el ADN de nuevos ataques similares de virus similares, y así poder defenderse eficazmente de ellos. El uso de esas secuencias permitió la edición de los genes SWEET, los que no pueden ser activados por los TALEs bacterianos. Las plantas de arroz con genes editados se revelaron como resistentes al menos a 95 cepas de  Xoo, hallazgos que indican que la edición del genoma podría ser una herramienta efectiva para aumentar la resistencia del arroz a la enfermedad, en particular al tizón bacteriano.

Xoo utiliza estas proteínas para hacer mover los genes SWEET, productores de las moléculas transportadoras de azucares, lo cual da acceso a la bacteria a los nutrientes en las hojas de las plantas.

 

Información tomada de Nature Biotechnology. 6 noviembre de 2019

 

¿El alga Rugulopteryx okamurae en las playas de Valencia?

La llegada y crecimiento desorbitante de la macroalga de origen asiático, Rugulopteryx okamurae, ha sido noticia en las costas del Estrecho de Gibraltar. Se ha comunicado que la planta ha llegado a producir unas 5 mil toneladas en las playas norafricanas de Ceuta, e igualmente ha invadido las costas de Cádiz.

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Rugulopteryx okamurae es un alga perteneciente a la familia Dictyotaceae, que debe su nombre al botánico y ficólogo japonés Kintaro Okamura. Es una especie de alga parda originaria del océano Pacífico que habita en las costas de Japón, China y Corea. En Europa se le vio por primera vez en la laguna costera de Étang de Thau de Francia. Se piensa que llegó como contaminante de ostras importadas de Japón para fines acuícolas.

En los últimos años la especie se ha expandido de forma muy agresiva sobre fondos rocosos iluminados del submareal en zonas del estrecho de Gibraltar, produciendo graves impactos sobre las comunidades bentónicas preestablecidas, la acumulación de miles de toneladas de algas de arribazón y problemas de enganches en redes de pescadores (García-Gómez et al 2017).

Su reproducción es principalmente asexual (Hwang et al, 2009), puede crecer en aguas a profundidades de 0.5-5 m, pero también ocasionalmente hasta 15 m. Se establece bien en sustrato rocoso natural, donde compite y desplaza a otras algas del lugar, de ahí su carácter invasivo. Se han diferenciado dos morfotipos, uno grueso, muy frecuente con temperaturas promedio de 250C, y otro fino que suele crecer en aguas con temperaturas de 200C.

Su presencia abundante en la orilla de las playas es muy desagradable para aquellos que quieren tomar un baño en el mar. De hecho la planta se le enreda a uno en los pies.

El que suscribe tenía información de lo que acontece en las costas de Andalucía, pero hace unas semanas (julio 2019) observó una masa nada pequeña del alga en la playa del Perellonet cercana a la ciudad de Valencia. El color pardo de la especie hace pensar que R. okamurae haya llegado a aguas de la comunidad valenciana, probablemente  desplazada por las corrientes. Esa zona no es rocosa, todo lo contrario, muy arenosa. De todas formas,  es aconsejable mantener la vigilancia y evitar que esta planta se convierta en un serio problema de las playas del Mediterráneo español, tal y como ya sucede con el sargazo en las playas del Caribe.

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La Universidad de Sevilla tiene un proyecto de investigaciones sobre cómo evitar la diseminación de la especie, posibles uso después de su remoción y otras formas de luchar contra ellas. La vigilancia, como tarea permanente y no necesariamente de investigación, es importante y debe incluir las costas de Murcia, Valencia y Cataluña igualmente.

Fuentes

Arenas Juan María. ¿Cómo frenar la invasión del alga asiática en el Estrecho de Gibraltar? Diarioarea.com. https://www.diarioarea.com/2019/02/20/como-frenar-la-invasion-del-alga-asiatica-en-el-estrecho-de-gibraltar/

Hwang I.K., Jae Lee W., Hyung-Seop K. & De Clerck O. 2009.  Taxonomic reappraisal of Dilophus okamurae (Dictyotales, Phaeophyta) from the western Pacific Ocean. Phycologia, 48, pp. 1-12

García-Gómez J.C., Sempere Valverde J., Ostalé E., Martínez M., Olaya-Ponzone Liliana, Roi A., Espinosa F, Sánchez Moyano E., Megina y J.A. Parada. 2018. “Rugulopteryx okamurae (E.Y. Dawson) I.K.Hwang, W. J. Lee & H.S. Kim (Dictyotales, ochrophyta), alga exótica “explosiva” en el estrecho de Gibraltar. Observaciones preliminares de su distribución e impacto”. Almoraima. Revista de Estudios Campogibraltareños, 49, dic. Algeciras. Instituto de Estudios Campogibraltareños, pp. 97-113.

 

Escrito por Ricardo Labrada, 11 octubre de 2019, todas las fotos son propiedad del autor