Los investigadores de la Universidad de Nagoya identifican las hormonas peptídicas necesarias para la formación y el mantenimiento de la barrera de la raíz de las plantas para preservar la homeostasis de los iones y adaptarse a las duras condiciones del suelo.
El crecimiento y desarrollo de las plantas depende del movimiento de iones minerales desde el suelo al sistema de transporte de las células de la raíz tejido de xilema y la posterior transferencia al brote. Debido a que este proceso generalmente ocurre contra un gradiente de concentración, se evita la difusión pasiva y la homeostasisasegurado por la presencia de una barrera resistente al agua rica en lignina conocida como la tira Casparian que rodea el xilema y el tejido del floema en un anillo. Se sabía que varias proteínas eran necesarias para la formación de la tira Casparian, incluyendo el receptor quinasa GSO1 / SGN3.
Ahora, el trabajo en la Universidad de Nagoya ha identificado ligandos de hormonas peptídicas dentro del centro de la raíz que se unen al receptor GSO1 / SGN3 y regulan el ensamblaje de la tira Casparian en respuesta a las señales ambientales y de desarrollo. El estudio se informó en ciencia .
Los genes que codifican los precursores de las hormonas peptídicas están presentes en múltiples copias en los genomas de las plantas, y los prepéptidos tienen un dominio conservado. Armados con este conocimiento, los investigadores utilizaron un proceso de detección para identificar dos péptidos, a los que llamaron integridad de la tira Casparianfactor CIF 1 y CIF2, de una familia de péptidos más amplia que se necesitaban para completar la formación de la tira Casparian en las raíces de la planta modelo Arabidopsis . La expresión de CIF1 y CIF2 se limitó a la sección central de la raíz la estela que contiene el xilema y el floema.
La eliminación de los genes que codifican CIF1 y CIF2 dio como resultado una barrera "permeable" que permitió el movimiento de un colorante experimental en el xilema. Este fenotipo se parecía al que se observa en plantas con mutaciones en el gen que codifica el receptor GSO1 / SGN3.
"La autofluorescencia de lignina y las imágenes de células vivas revelaron la interrupción de la barrera en ausencia de los ligandos o receptores peptídicos", dice el autor correspondiente Yoshikatsu Matsubayashi, "mientras que la adición de CIF1 sintético al ligando mutante, pero no al receptor mutante,restableció la integridad de la barrera, ya que la unión del receptor-ligando alentó la deposición de lignina. "También se demostró que los péptidos CIF eran necesarios para el mantenimiento y la formación de la tira de Casparian".
El mutante del ligando era más sensible a los altos niveles de hierro en el suelo que el tipo salvaje, mostrando un crecimiento atrofiado y un bronceado de las hojas que fue superado por la adición de CIF1 sintético. Estos defectos de crecimiento probablemente reflejan el alto nivel de hierro observado en el xilema.savia de estos mutantes, indicativa de fuga de barrera.
"Curiosamente, la expresión de los genes CIF1 y CIF2 estaba regulada por altos niveles de hierro, particularmente bajo alta acidez", dice Matsubayashi. "Esto revela una estrategia activa por parte de las plantas superiores para superar las condiciones adversas de crecimiento".
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Materiales proporcionado por Universidad de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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