Las raíces de las plantas crecen y se propagan en el suelo captando los nutrientes y el agua necesarios para la planta. La punta de las raíces es un lugar de división celular activo que es seguido de elongación celular, con diferentes zonas dedicadas a diferentes funciones, todas trabajando juntas para expandirse hacia nuevas profundidades.

Alcanzar una tasa de crecimiento radicular óptima es crítico para la supervivencia de la planta bajo condiciones de sequía, así como también para maximizar la distribución de nutrientes hacia las partes importantes de las plantas como frutas y semillas. Esta es la razón del por qué los mecanismos de expansión son de gran interés para los científicos y para aquellos interesados en mejorar los rendimientos agrícolas.

A nivel celular, a medida que las puntas de las raíces profundizan en el suelo, deben coordinar dos acciones diferentes pero relacionadas. Primero entre la proliferación y la inactivación estratégica de las células madre que conforman la punta de las raíces; la inactivación estratégica, llamada ‘dormancia’, ayuda a mantener el nicho de células madre que se encuentran bajo condiciones de estrés. Segundo, entre la proliferación continua de células madre y la diferenciación de éstas en células elongadas y maduras.

Un nuevo trabajo de Juthamas Chaiwanono y Zhiyong Wang de Carnegie informa sobre los mecanismos que controlan el balance entre estos aspectos de la proliferación de células madre, la inactivación estratégica, y la diferenciación en células maduras, los que juntos determinan la tasa de crecimiento de las raíces. Su trabajo ha sido publicado en Current Biology.

“Entender más sobre los factores determinantes que subyacen a la velocidad de crecimiento de las raíces podría ser esencial para diseñar cultivos más eficientes que crezcan en el suelo con tasas ideales y capten agua y nutrientes de forma más productiva”, señaló Chaiwanon.

Uno de los principales factores que dirige el crecimiento de la punta de las raíces descubierto por Chaiwanono y Wang es una clase de hormonas esteroides llamadas brasinosteroides, las cuales actúan en un gradiente de concentración para regular los patrones de crecimiento de las raíces. Los brasinosteroides se encuentran en todo el reino vegetal y regulan muchos aspectos del crecimiento y el desarrollo, así como también la resistencia al estrés exterior.

En varias partes de la fisiología de la planta, los brasinosteroides trabajan de forma cooperativa con otras hormonas llamadas oxinas. Las dos hormonas se coordinan en varios procesos del desarrollo, incluyendo la diferenciación del sistema vascular de transporte de agua de la planta, la elongación de una semilla en germinación, y en varios órganos de los brotes.

Los resultados de Chaiwanon y Wang muestran sorprendentemente cómo en el crecimiento de la punta de las raíces los brasinosteroides y las oxinas trabajan antagonísticamente, contrariamente a su comportamiento sinérgico usual. Las dos hormonas fueron distribuidas en gradientes de concentración opuestos y tuvieron efectos opuestos en la elongación de las células radiculares. El equilibrio entre su actividad regula la tasa de crecimiento de las raíces.

El equipo identificó más de dos mil genes que fueron regulados tanto por los brasinosteroides como por las oxinas, y alrededor del 70 por ciento de estos genes corregulados respondieron a los brasinosteroides y las oxinas en direcciones opuestas, siendo encendidos y apagados por uno o por el otro. Esto demuestra su relación antagónica en las raíces.

“Estos hallazgos replantean la visión tradicional sobre las interacciones de las hormonas en las plantas”, explicó Wang. “Hallamos un ejemplo elegante de cómo en contextos diferentes, los circuitos de señalización genética pueden cambiar la relación entre las mismas sustancias”.

Material traducido por Agriculturers.com

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FUENTE: eurekalert.org