Los cultivos agrícolas a menudo se enfrentan a duras condiciones ambientales. En lugar de utilizar la energía para el crecimiento, factores como enfermedades, temperaturas extremas y suelos salados obligan a las plantas a utilizarla para responder al estrés resultante. Este fenómeno se llama "la compensación entre la respuesta al crecimiento y al estrés".
Un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya ha descubierto una vía previamente desconocida para regular si una planta utiliza sus recursos para crecer o para hacer frente al estrés. portal Phys.org. Este descubrimiento podría permitir el control de la respuesta al estrés en condiciones agrícolas, aumentando su rendimiento. Los científicos publicaron sus resultados en la revista Ciencia:.
El equipo de investigación, dirigido por el profesor Yoshikatsu Matsubayashi y la profesora asociada Mari Ohnishi de la Escuela de Graduados en Ciencias de la Vida de la Universidad de Nagoya en Japón, estudió el papel de las hormonas y sus receptores en las respuestas de las plantas al estrés.
Se centraron en tres receptores para los que aún no se había identificado la hormona correspondiente. Usando Arabidopsis thaliana, una pequeña planta con flores, descubrieron la familia PSY que funciona como una hormona, uniéndose a estos receptores y cambiando la respuesta de estrés al crecimiento y viceversa.
Normalmente, los receptores y las hormonas funcionan como cerraduras y llaves, y la hormona (en este caso, el péptido PSY) actúa como la llave necesaria para iniciar el proceso biológico. Sin embargo, en este estudio, las células vegetales que no produjeron PSY, sin embargo, tuvieron una respuesta activa al estrés. Por lo tanto, esto sugiere que en lugar de activar la respuesta al estrés, la presencia de una "llave" PSY en la "cerradura" del receptor la mantiene apagada.
Para probar la naturaleza de las respuestas al estrés, los investigadores cultivaron plantas en condiciones extremadamente estresantes usando calor, sal y las infectaron con bacterias. Las plantas que eran deficientes en los receptores de PSY o que recibían constantemente la hormona PSY no respondieron adecuadamente al estrés, lo que resultó en una supervivencia reducida. Los científicos concluyeron que las plantas estresadas dejan de producir PSY, cuya ausencia provoca respuestas de estrés.
Para explicar este fenómeno, los investigadores propusieron un mecanismo por el cual las células dañadas reducen la concentración de hormonas PSY en las capas celulares adyacentes a las áreas dañadas. Esta falta de PSY desencadena la respuesta de estrés. Es importante destacar que esto puede explicar por qué incluso las plantas dañadas pueden enviar mensajes.
En lugar de usar sus recursos limitados para crear una nueva señal, la célula vegetal dañada puede detener la liberación de la hormona PSY, activando la respuesta al estrés. Tal mecanismo permitiría equilibrar la resistencia al estrés con los costos de energía asociados. Como resultado, incluso en las condiciones ambientales más estresantes, las plantas aún pueden crecer administrando sus recursos limitados.
La mayoría de los mecanismos encontrados en Arabidopsis también se encuentran en otras plantas. Por lo tanto, estos resultados son aplicables a todos los cultivos.