Caminando por un campo de hierba o bosque, tómese un momento para considerar qué hay debajo de la superficie. Una red de raíces de plantas interactúa simbióticamente con hongos micorrícicos arbusculares AM que extienden sus hifas desde el sistema de raíces hacia la tierra, accediendo a nutrientes talescomo fosfatos para dar a la planta a cambio de carbohidratos, tit por tat.
Mirando mucho más de cerca las células corticales de la raíz, encontrará estructuras fúngicas dinámicas y ramificadas llamadas arbuscules donde los dos organismos pueden intercambiar sus productos ". Cada célula raíz construye un compartimento especial rodeado por una membrana para alojar el arbuscule. Dentro de estocompartimento, el arbuscule primero se desarrolla y luego muere, un proceso conocido como degeneración. A medida que el arbuscule se degenera, la planta desmonta el compartimento y los restos del hongo ", explica la Dra. Maria Harrison del Instituto Boyce Thompson.
Anteriormente, los investigadores en el laboratorio de Harrison mostraron que el arbuscule se degenera prematuramente si se bloquea la transferencia de fosfato a la planta. Publicado esta semana en Biología actual , los investigadores han identificado un conjunto de factores de transcripción de la planta que regulan este proceso de degeneración. La transcripción es el proceso por el cual se activan los genes, y los activadores se llaman factores de transcripción. Muchos factores de transcripción asociados con el desarrollo de micorrizas arbusculareshan sido identificados, pero este es el primer informe de cualquier mecanismo de la planta que impulse la degeneración.
"La regulación de la vida útil de arbuscule a través de la degeneración de arbuscule probablemente ha contribuido a la estabilidad de la simbiosis porque evita la persistencia de hongos que no entregan fosfato", dijo Harrison. "La investigación descrita en este documento proporciona las primeras ideas sobre la molecularbase de un programa de degeneración y los reguladores transcripcionales que lo controlan "
El principal obstáculo para investigar los mecanismos moleculares de la degeneración de arbuscule radica en la naturaleza dinámica de la interacción: dentro de un sistema raíz, existen arbuscules en todas las etapas de desarrollo y degeneración, lo que hace imposible aislar solo una etapa. Los autores resolvieron estodilema mediante el uso de una versión mutada del arbusto leguminoso truncatula de Medicago en el que casi todos los arbuscules están en un estado degenerativo debido a su incapacidad para transferir fosfato a la planta.
Al trabajar con las raíces mutantes, los investigadores pudieron identificar un factor de transcripción, llamado MYB1, que parecía estar impulsando este aumento en la degeneración de arbuscule. Confirmaron su sospecha al demostrar que MYB1 es necesario para la expresión de varios genes asociados condesmontaje de arbuscule. Además, aumentar los niveles de MYB1 en tipo salvaje Medicago las raíces perjudicaron severamente la capacidad del hongo para formar arbuscules saludables. En conjunto, estos hallazgos respaldan firmemente la idea de que MYB1 podría ser una clave para arrancar el hongo cuando no está renunciando a los productos.
Normalmente, sin embargo, los factores de transcripción no funcionan solos, sino en combinación con otros factores de transcripción. Considerando esto, los autores continuaron demostrando que MYB1 interactúa con al menos otros dos factores de transcripción específicos de simbiosis, NSP1 y DELLA, que sonmás necesario para la expresión de genes impulsados por MYB1 asociados con la degeneración de arbuscule; como tres músicos que se unen para orquestar una salida dramática.
¿Pero por qué nos importa?
"La regulación de la vida útil del arbuscule puede proporcionar una vía para obtener una simbiosis más efectiva", propuso Harrison. La efectividad de la simbiosis micorrízica arbuscular se mide típicamente por la cantidad de fosfato que el hongo puede transferir a la planta, especialmente cuando se consideran especies de cultivos que puedenrequieren fertilizantes. "Si puede extender la vida útil de arbuscule ligeramente, posiblemente modificando cuando se activa el programa de degeneración, entonces hay tiempo para la entrega [fosfato] adicional".
La primera autora, Dra. Daniela Floss, agregó: "El conocimiento que obtenemos al investigar el mecanismo molecular subyacente a la simbiosis de AM ayudará a descubrir productos que se dirigen específicamente a una proteína o mecanismo para hacer que la simbiosis sea más eficiente".
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Materiales proporcionado por Instituto Boyce Thompson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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