domingo, 9 de abril de 2017

Estrigogalactonas, hormonas vitales en la relación planta-microorganismos.

Aunque el objetivo del blog ha sido siempre describir de forma amena artículos científicos sobre un estudio en concreto, en este caso voy a explicar un muy buen artículo de revisión  sobre las estrigogalactonas, una de las hormonas que más están dando que hablar en la actualidad. El artículo en sí (que podéis encontrar en este link) acaba de ser publicado en  la importante revista Trends in Plant Science y ha sido escrita por tres especialistas en el tema (Juan A.López-Ráez, Ken Shirasu y Eloise Foo).  
Las estrigogalactonas son un tipo de sustancia que tiene una doble función, por una parte actúan como hormona vegetal (se ha demostrado que regula la ramificación del tallo y de las raíces de las plantas, el crecimiento secundario, la caída de las hojas y más recientemente que actúa como respuesta al estrés de las plantas). Por otra parte son importantes moléculas “señal” fuera de la planta (de hecho fue la función que se descubrió por primera vez). Las plantas segregan estrigogalactonas por sus raíces para comunicarse con los microorganismos de la “rizosfera” (la parte de suelo en contacto con las raíces de las plantas, con una gran importancia vital en su desarrollo, por la cantidad de microorganismos que viven en ella, en este otro artículo os cuento más sobre ella). Un ejemplo es que el musgo Physcomitrella patents las emite para regular la extensión de sus poblaciones.

La importancia de las estrigogalactonas en las micorrizas.

Las micorrizas son la simbiosis entre unos tipos de hongos y las plantas. En esta simbiosis ambos organismos salen beneficiados, ya que la planta recibe del hongo agua, sales minerales y le ayuda extender el radio de acción de sus raíces además de combatir a otros hongos que podrían producir enfermedades. Por otra parte, el hongo recibe de la planta hidratos de carbono, vitaminas y otras sustancias que no podría sintetizar por sí mismo. Si queréis saber más sobre las micorrizas podéis leer este otro artículo del blog
Se ha demostrado que las estrigogalactonas sirven de atrayente de los hongos micorrícicos, mejorando la germinación de las esporas del hongo y su actividad metabólica, así como la ramificación de las hifas del hongo, lo que aumenta las posibilidades de contacto entre las raíces de la planta y el hongo. Además se ha visto que cuando los hongos perciben estas moléculas, ellos producen una sustancia (oligómeros de cadenas cortas de quitina) que cuando es detectada por la planta, ésta activa unos genes que facilitan la micorrización.
Pero no solo  son importantes con las micorrizas, se ha visto que también son una señal importante en la simbiosis de las bacterias llamadas Rhizobium con las leguminosas. Sin entrar en detalle, gracias a esta simbiosis, las leguminosas (como los frijoles, judías, guisantes, etc.) son capaces de fijar el nitrógeno que hay en la atmósfera, uno de los nutrientes fundamentales para las plantas.
Además se ha visto que las estrigogalactonas tienen una gran influencia en otros microorganismos beneficiosos para las plantas, como los hongos trichoderma o las bacterias beneficiosas de la rizosfera, también llamadas PGPR.

El lado oscuro de las estrigogalactonas.

Pero como todo en la vida, nada es completamente positivo. La primera vez que se descubrieron estas moléculas fue en 1960, como una señal que utilizan las plantas parásitas para encontrar otras plantas y así parasitarlas. Este tipo de plantas de los géneros Striga, Orobanche, and Phelipanche, son plantas parásitas obligadas, es decir, no pueden vivir sin “comer” de otra planta. Aunque parezca algo ocasional, hay zonas de África y del Mediterráneo que puede suponer el 70%  de las pérdidas de producción de los cultivos. Se ha visto que este tipo de moléculas son detectadas por las plantas parásitas para “oler” a sus hospedantes y así asegurarse de germinar donde hay plantas que puedan hospedar y así sobrevivir.
Incluso se han estudiado las estrigogalactonas como una herramienta contra este tipo de plantas, ya sea regando con ellas los campos de cultivo antes de sembrar (y así inducir su crecimiento y matarlas) o aplicando inhibidores de estrigogalactonas y así evitar que las plantas parásitas aparezcan.

Conclusiones

Uno de los retos de la agricultura del siglo XXI es desarrollar herramientas medioambientalmente sostenibles reduciendo el uso de químicos de síntesis. Una de estas herramientas son los microorganismos beneficiosos, como las PGPR, Micorrizas, Rhizobium o Trichoderma. El conocimiento de los factores, como las estrigogalactonas, que afectan a las relaciones de estos microorganismos con las plantas resultarán vitales para su desarrollo biotecnológico a gran escala.

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