ya sea cebada, trigo, maíz o arroz: la familia de las gramíneas incluye todolos principales cereales son vitales para alimentar a la población mundial.los agricultores producen el 80 por ciento de todos los alimentos a base de plantas de los cultivos de pasto.este éxito se debe en parte a la capacidad de las plantas para ajustar másde forma rápida a las condiciones secas y mantener la falta de agua mejor que otrosplantas.

pero ¿por qué los pastos son más tolerantes a la escasez de agua? poderotros cultivos alimentarios se crían para esta propiedad, también, para asegurar o impulsarrendimientos agrícolas en el futuro? esto podría ser importante en la carade una población mundial en crecimiento y cambio climático que implicará másperíodos de clima seco y caluroso.

el profesor de investigación de plantasRainer Hedrich, profesor Dietmar Geiger y dr. el dolor de peter dejulius-maximilians-universität würzburg (jmu) en Baviera, alemania, soninvestigando estas preguntas estudiaron la elaboración de cebada para determinarpor qué los pastos son más tolerantes al estrés y, por lo tanto, son cultivos "mejores"plantas que las patatas y los gustos.

dos aminoácidos marcan la diferencia

el Los científicos descubrieron que esta diferencia se puede atribuir a laproteína slac1 de las celdas de guardia. solo dos aminoácidos, el edificiobloques que componen proteínas, son responsables de la sequía de la plantatolerancia. "Ahora queremos saber si esta pequeña diferencia puede ser aprovechado para hacer que las papas, los tomates o la colza sean más tolerantesestrés también ", dice Rainer Hedrich.

las nuevas ideas han sidopublicado en la prestigiosa revista "biología actual" donde Hedrich,geiger y dolor describen cómo identificaron la pequeña diferencia entre hierbas y otras plantas.

el transporte de iones es un proceso clave

el Los investigadores de jmu comenzaron a examinar microscópicamente los poros de las hojas pequeñasllamado estoma estas aberturas admiten dióxido de carbono para la fotosíntesisen la planta. pero también sirven como puntos de venta de agua. para prevenirperder demasiada agua por evaporación, las plantas terrestres han aprendidodurante la evolución para abrir y cerrar activamente sus estomas usando especialesceldas de guardia proteínas de membrana como slac1 juegan un papel clave en esteproceso regulatorio: actuando como canales, guían a los iones hacia adentro y afuerade las celulas

Hedrich está convencido de que una comprensión básica delos acontecimientos moleculares durante el transporte de iones a través de la membrana plasmática de las células de guardia es la clave para mejorar la tolerancia a la sequía yrendimientos de las plantas de cultivos agrícolas.

lanzaderas de iones hacen que los poros de las hojas sean más eficientes

el estomas de pastos tienen una característica especial. el poro está bordeado por dospares de células donde otras plantas solo tienen un solo par de células. céspedcereales cuentan con dos células de guardia con forma de pesa que forman y regulan el poro. adicionalmente, están flanqueados por dos celdas subsidiarias.

el Los investigadores de jmu han demostrado que las células subsidiarias absorben yalmacenar el potasio y el cloruro de las células de guardia cuando el porocierra cuando se abre el estoma, pasan los iones al guardiaCélulas. "Nuestros cereales usan las células subsidiarias como un depósito dinámico paraiones osmóticamente activos. este servicio de transporte iónico entre la celda de guardia y célula subsidiaria permite a la planta regular los poros particularmentede manera eficiente y rápida ", explica Dietmar Geiger.

dos sistemas de medición para una mayor resistencia a la sequía

ahí es un segundo mecanismo que hace que los pastos sean más tolerantes para secarcondiciones cuando el agua escasea, las plantas producen la hormona del estrés aba(ácido abscísico). dentro de las celdas de guardia, activa los canales iónicosde la familia slac1, iniciando así el cierre de los estomas paraevitar que la planta se marchite en cuestión de minutos.

"Curiosamente, encontramos que el nitrato debe estar presente en la elaboración de cebada y otras hierbas cereales además de aba para permitir que el poro se cierre, "dolor de peter"dice. la concentración de nitrato permite que la cebada mida la formala fotosíntesis está en. si funciona sin problemas, los niveles de nitrato son bajos.

cebada por lo tanto, se basa en dos sistemas de medición: utiliza aba para registrar el aguadisponibilidad y nitrato para evaluar el rendimiento de la fotosíntesis. "porcombinando los dos, la cebada es más capaz que otras plantas denegociar entre los extremos de "morir de hambre" y "morir desed "frente a la escasez de agua", explica Rainer Hedrich

probando el sensor de nitrato en otras plantas

cual mecanismo es responsable de la diferencia en la regulación del estoma en el¿nivel molecular? para responder a esto, los investigadores analizaron los canales slac1 de varias plantas herbáceas en comparación con los pastos. esto les permitióidentifique el "sensor de nitrato" de los pastos. está compuesto por un motivo de dos aminoácidos que primero se produjeron en el musgo durante la evolución yposteriormente fue optimizado para dar a las celdas de guardia su únicapropiedades.

en un siguiente paso, el equipo de investigadores quiereestablecer si los cultivos agrícolas herbáceos también se benefician de tener un sensor de nitrato. para lograr esto, los científicos quieren encajarplantas arabidopsis que carecen del canal slac1 con el canal slac1 de cebada. "Si este paso aumenta su tolerancia al estrés, podemos considerar criando patatas, tomates o colza optimizados ", dice hedrich.

financiado en el programa bayklimafit

el actividades de investigación se llevaron a cabo dentro del alcance de la bávaraconsorcio Bayklimafit. su objetivo es encontrar estrategias para hacer comidacultivos adecuados para el cambio climático. el consorcio recibe fondos delMinisterio de Medio Ambiente de Baviera y Protección al Consumidor.

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