Los libros de texto nos dicen que, en las simbiosis micorrícicas arbusculares, la planta huésped suministra a sus simbiontes fúngicos únicamente azúcares, a cambio de nutrientes inorgánicos. Nuevos hallazgos de Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich ahora muestran que los lípidos también están presentesEl menú.
Más del 80% de todas las plantas terrestres viven en las llamadas simbiosis micorrícicas arbusculares con hongos que colonizan sus sistemas de raíces. Los hongos absorben nutrientes inorgánicos del suelo, principalmente fosfato y nitrógeno, y los transmiten a la plantaSegún la opinión predominante, el anfitrión proporciona a sus benefactores compuestos orgánicos ricos en energía, específicamente carbohidratos, a cambio de este servicio. El grupo de investigación de la bióloga LMU Caroline Gutjahr, en colaboración con grupos de investigación dirigidos por Peter Dörmann BonnUniversidad, Wolfgang Eisenreich Universidad Técnica de Munich y su colega de la LMU Martin Parniske, ahora han demostrado que la planta contribuye más que los azúcares a la relación: también entrega lípidos esenciales a su compañero de hongos. Los nuevos hallazgos aparecen en líneadiario eLife .
Los lípidos, es decir, los ácidos grasos y sus derivados, son indispensables para la formación de membranas biológicas y también sirven como compuestos de almacenamiento de energía. Como tales, son cruciales para la supervivencia de todos los organismos ". Sin embargo, trabajos recientes han demostrado que al menosalgunos de los socios fúngicos en las simbiosis micorrícicas arbusculares carecen de los genes para las enzimas involucradas en la vía principal de la biosíntesis de lípidos y, por lo tanto, no pueden producir ciertos ácidos grasos esenciales ", explica Gutjahr." En nuestro estudio, utilizamos dos cepas mutantes delplanta modelo Lotus japonicus para investigar si la planta huésped compensa activamente esta deficiencia ". L. japonicus es miembro de la Leguminosae, la familia de plantas a la que también pertenecen el trébol, guisantes, frijoles y lentejas. Cada uno de los mutantes aislados por el equipo de Gutjahr es defectuoso en un gen que juega un papel importante en la síntesis de ácidos grasos y fosfolípidosbiosíntesis. Sorprendentemente, estas cepas albergan cantidades significativamente menores de colonización por hongos micorrícicos que sus contrapartes de tipo salvaje. En particular, las estructuras fúngicas en forma de árbol altamente ramificadas, llamadas arbuscules, que normalmente se encuentran dentro de las células de la raíz del huésped, que son necesarias paraintercambio de nutrientes: permanezca subdesarrollado.
Los análisis comparativos del rango de ácidos grasos y lípidos presentes en las raíces infectadas de los huéspedes mutantes y de tipo salvaje revelaron que faltan ciertos ácidos grasos específicos de hongos o que sus niveles se reducen drásticamente en las raíces colonizadas de mutantes L. japonicus cepas. "Esto sugirió que los simbiontes fúngicos que colonizan plantas deficientes en la biosíntesis de lípidos sufren de una falta de lípidos esenciales", dice Andreas Keymer, estudiante de doctorado en el grupo de Gutjahr y primer autor del nuevo estudio. Experimentos de etiquetado posteriores utilizandoel isótopo de carbono estable 13C demostró que el tipo salvaje L. japonicus los anfitriones proporcionan directamente al hongo los lípidos requeridos. En otras palabras, estos no son sintetizados por el hongo de los esqueletos de carbono de los azúcares entregados por el huésped.
Los investigadores suponen que el hongo utiliza los lípidos de la planta principalmente para el rápido crecimiento de las redes de hifas extensas y altamente ramificadas fuera de la raíz que usa para la captación de minerales del suelo. También la formación de esporas requiere grandes cantidades de estos compuestosprobablemente porque las esporas necesitan almacenar muchos lípidos para apoyar la nueva germinación y el crecimiento de filamentos fúngicos hifas que primero necesitan alcanzar una nueva raíz antes de tener acceso nuevamente a los lípidos de las plantas. Gutjahr y su equipo ahora se centrarán en dilucidar cómolos lípidos sintetizados por la planta son transportados al simbionte. "Además, también es importante determinar la proporción de azúcares y lípidos disponibles para el hongo", dice. Dado que la síntesis de lípidos es más costosa que la producción de carbohidratos, este parámetro tieneuna relación con la cantidad total de energía invertida por la planta en el mantenimiento de la simbiosis.Una mejor comprensión del papel de la biosíntesis de lípidos en este tipo de sPor lo tanto, la simbiosis podría ayudar a seleccionar plantas hospedadoras que puedan hacer un uso óptimo de su relación con sus socios fúngicos, lo que puede ser un beneficio para la agricultura sostenible.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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