Aunque el agua es esencial para el crecimiento de las plantas, las cantidades excesivas pueden saturar y matar una planta. En el sur y el sudeste de Asia, donde se producen inundaciones periódicas durante la temporada de lluvias, la profundidad del agua puede alcanzar varios metros durante muchos meses.
Las variedades de arroz conocidas como "arroz de aguas profundas" han desarrollado una estrategia única para asegurar su propia supervivencia. El arroz de aguas profundas crece normalmente en aguas poco profundas pero en grandes inundaciones aumenta su altura de acuerdo con el aumento de los niveles de agua, para permitir que las plantas salgan largasinundaciones
Un equipo de investigación compuesto por Takeshi Kuroha en la Universidad de Tohoku, Motoyuki Ashikari en la Universidad de Nagoya, Susan R. McCouch en la Universidad de Cornell y colegas en Japón y Estados Unidos, descubrieron un gen en el arroz que es crítico para su supervivencia en condiciones de inundación.también han arrojado luz sobre su función molecular y su historia evolutiva.
El grupo de investigación identificó el SD1 SEMIDWARF1, como un gen clave responsable de la respuesta del arroz en aguas profundas. El SD1 codifica una enzima de biosíntesis de giberelina, una hormona vegetal. El gen organiza la respuesta del arroz en aguas profundas a través de una ganancia única de-función alelo. Cuando se sumerge, el arroz acumula etileno, una hormona gaseosa vegetal. El arroz de aguas profundas amplifica un relé de señalización en el que el gen SD1 se activa transcripcionalmente por un factor de transcripción sensible al etileno, OsEIL1a.
La proteína SD1 resultante dirige el aumento de la síntesis de giberelinas, en gran parte una de las especies de giberelina, GA4, que promueven el crecimiento vertical en la planta. Un análisis posterior reveló que esta variación funcional condicional evolucionó primero en un ancestro salvaje y luego fue un objetivo de selección durantela domesticación del arroz cultivado adaptado a ambientes de aguas profundas en Bangladesh.
El gen SD1 es conocido como el gen de la Revolución Verde en el arroz, donde un alelo de pérdida de función de SD1 confiere una altura de planta corta, proporciona resistencia al alojamiento y aumenta el índice de cosecha, generando mayores rendimientos de grano bajo sistemas agrícolas de alto insumo.
Un alelo transcripcional de ganancia de función del mismo gen permite que el arroz de aguas profundas se adapte a las inundaciones a través de la respuesta fenotípica opuesta: un aumento en la altura de la planta. La capacidad de SD1 para funcionar en roles tan diversos en el arroz cultivado destaca lo inherenteplasticidad de la respuesta de la planta a su entorno.
"Los fenómenos meteorológicos extremos causados por el cambio climático podrían afectar la producción de alimentos en todo el mundo", dijo Kuroha. "Los agricultores necesitarán diversificar sus métodos y la variación genética críptica que se encuentra en los genes del arroz silvestre puede ofrecer soluciones adaptativas para el cultivo de cultivos resistentes".
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Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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