Los profesores de ingeniería y biología de la Universidad de Toronto han desarrollado una nueva estrategia para ayudar a los agricultores africanos a combatir una planta parasitaria que devasta los cultivos.
Plantas del género Striga , también conocido como bruja, actúa como parásito de otras plantas, aprovechando sus sistemas de raíces y secuestrándolos para sus propios fines. Aunque sus flores de color púrpura son bonitas de ver, un campo lleno de Striga las plantas son, de hecho, una pesadilla para un agricultor que quiere cultivar maíz, sorgo, arroz u otros cultivos de subsistencia. El problema afecta a más de 100 millones de personas en 25 países del África subsahariana.
El profesor de ingeniería química U of T Alexei Savchenko, junto con el profesor Peter McCourt en el Departamento de Biología Celular y de Sistemas, han creado un biosensor de plantas genéticamente modificado, una herramienta que los ayudará a buscar moléculas que puedan prevenir Striga infestaciones
El dúo ha estado estudiando las vías bioquímicas utilizadas por Striga para atacar a otras plantas. "Cuando los cultivos comienzan a germinar, emiten pequeños químicos en el suelo", dice Savchenko. Estas hormonas atraen hongos beneficiosos que ayudan al cultivo a obtener nutrientes. Desafortunadamente Striga las plantas también han evolucionado para reconocer estas señales y acelerar su propia germinación para que estén listas para saltar una vez que el cultivo comienza a desarrollar raíces.
Savchenko y McCourt esperan burlar Striga engañando a sus sentidos químicos. Su idea es rociar el suelo con un químico similar a las hormonas vegetales que Striga está preparado para detectar ". Difundiría esta señal falsa y provocaría la Striga para germinar ", dice Savchenko." Entonces destruirías el Striga y plantar los cultivos en un campo limpio "
Pero para determinar qué señal falsa enviar, los científicos primero necesitaban entender mejor cómo Striga detecta las hormonas vegetales. En una investigación publicada hoy en la revista ciencia , el equipo identificó 11 receptores hormonales basados en proteínas presentes en el interior Striga . Savchenko y su equipo aislaron estos receptores y mapearon su estructura 3D usando una técnica llamada cristalografía de rayos X. Esto permitió al grupo de McCourt identificar qué receptores son más sensibles a las hormonas y, por lo tanto, cuáles son los más importantes para enfocarse.
El siguiente paso fue clonar e introducir el receptor más sensible Arabidopsis thaliana , una pequeña planta comúnmente utilizada como organismo modelo en estudios de biología. A diferencia Striga , Arabidopsis no es un parásito, por lo que es mucho más fácil de cultivar, sin embargo, la planta genéticamente modificada ahora reacciona a las hormonas de cultivo y sus primos químicos de la misma manera que Striga would. "Es una muy buena herramienta para identificar químicos que tendrán el mismo efecto que las hormonas que causan Striga para germinar ", dice Savchenko.
McCourt y Savchenko ahora están analizando una variedad de productos químicos en busca de unos que imiten las hormonas de las plantas. Su ingeniería genética Arabidopsis también podría ser de gran valor para las empresas que producen productos agrícolas, que podrían estar interesadas en examinar sus bibliotecas químicas existentes.
"Hemos demostrado que este receptor es muy importante para Striga el estilo de vida parasitario, y al hacerlo parte de un biosensor de plantas, proporcionamos todos los componentes que las personas pueden usar [para encontrar una solución] ", dice Savchenko. Con suerte, el flagelo de la hierba de bruja pronto se convertirá en mucho másproblema manejable
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Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Aplicadas e Ingeniería de la Universidad de Toronto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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