Logo bio-infomedia.ro

Mecanism hormonal pentru creșterea rădăcinilor plantelor

Orz
Foto: CC0 PUBLIC DOMAIN
  • Plantele răspund la un deficit ușor de azot din sol prin alungirea rădăcinilor laterale, pentru o mai bună absorbție a acestui element.
  • În procesul de elongare a rădăcinilor sunt implicații auxina și brassinosteroizii, care sunt sintetizați într-o măsură mai mare în cazul unei deficiențe ușoare de azot și sunt transmiși ca un semnal care promovează creșterea.

În viitor, culturile agricole vor trebui să se descurce cu o fertilizare cu azot din ce în ce mai redusă. Prin urmare, obiectivul trebuie să fie creșterea eficienței utilizării azotului, astfel încât nivelurile de producție să poată fi menținute stabile. Plantele răspund la un deficit ușor de azot alungindu-și rădăcinile laterale. În acest fel, se poate absorbi mai mult azot decât înainte. Cercetătorii de la Institutul de Genetica Plantelor din Leibniz au descoperit acum un mecanism de reglare hormonală care mediază procesele moleculare ale acestei adaptări. Brassinosteroizii și auxinele joacă un rol central în acest sens. Rezultatele au fost publicate în revista Nature Communications.

Este vital ca plantele să își poată adapta structura rădăcinii la schimbările din sol. Dacă există o ușoară lipsă de azot, multe plante își alungesc rădăcinile laterale. Hormonul auxină joacă un rol important în formarea rădăcinilor. Când aportul de azot este adecvat, se transportă suficientă auxină de la lăstari la rădăcini pentru ca acestea să crească. Cu toate acestea, dacă există o lipsă moderată de azot, auxina derivată din lăstari nu este suficientă pentru adaptare; astfel, biosinteza locală a auxinei este puternic îmbunătățită în vârful rădăcinii, explică prof. dr. Nicolaus von Wirén, șeful Departamentului de Fiziologie și Biologie Celulară al Institutului din Leibniz.

Însă nu este vorba doar de auxină; brassinosteroizii au, de asemenea, o funcție importantă în acest proces. Aceștia sunt sintetizați într-o măsură mai mare în cazul unei deficiențe ușoare de azot și sunt transmiși ca un semnal care promovează creșterea. La rândul său, acest semnal este necesar pentru a induce cele două gene TAA1 și YUCCA8 în rădăcini, explică dr. Zhongtao Jia, autor principal al studiului. Astfel, formarea auxinei este controlată și reglată în funcție de cererea respectivă de azot. În cele din urmă, alungirea rădăcinilor laterale este crescută în acest fel.

În studiul nostru, am descoperit astfel un modul de reglare hormonală. Ceea ce este nou este că putem aranja hormonii în ordine ierarhică, adică brassinosteroizii sunt situați în amonte față de auxină în acest proces, spune prof. dr. Nicolaus von Wirén. Mai mult, oamenii de știință au descoperit, de asemenea, variații alelice ale genei YUCCA, în timpul cercetării efectuate asupra plantelor model Arabidopsis. Acestea sunt legate de faptul că unele accesiuni naturale (linii de anumită origine geografică) prezintă o alungire mai puternică a rădăcinilor laterale decât altele, atunci când sunt cultivate în condițiile unui deficit ușor de azot.

Următoarea provocare este de a utiliza aceste descoperiri pentru îmbunătățirea genetică suplimentară a plantelor de cultură - de exemplu, prin dezvoltarea markerilor genetici sau prin editarea genelor folosind tehnologia CRISPR/Cas. Ne așteptăm, de asemenea, la astfel de diferențe între liniile individuale din accesiunile de orz sau de grâu din banca noastră de gene, spune prof. dr. Nicolaus von Wirén. În plus, cercetătorii doresc să investigheze modul în care plantele își pot măsura starea de aprovizionare internă cu azot și care sunt factorii care ar putea juca un rol în procesul de alungire a rădăcinilor chiar înainte ca brassinosteroizii să intre în acțiune.

Source Sursa: phys.org
Text: Institutul de Genetica Plantelor din Leibniz



Din aceeași categorie