Conocido comúnmente como "bruja", la planta parásita Striga hermonthica devasta los cultivos en el África subsahariana. Los científicos han descubierto una proteína única en Striga que ayuda a mantener su alta transpiración. Striga usa la transpiración para robar eficazmente agua y nutrientes de sus anfitriones, por lo que esta proteína podría proporcionar un nuevo objetivo para el control Striga . Los hallazgos se publicaron el 25 de febrero en Plantas naturales .
Striga hermonthica es una maleza parásita que se encuentra principalmente en el continente africano al sur del desierto del Sahara. Elimina las raíces de los principales cultivos de cereales como el sorgo, el mijo, el maíz dulce y el arroz, absorbiendo el agua y los nutrientes de sus huéspedes. Daños a la agricultura enÁfrica causada por Striga se estima en aproximadamente nueve mil millones de dólares al año.
En la transpiración, el agua se transporta a través de las plantas y se evapora de sus hojas a través de los estomas poros respiratorios. En condiciones de sequía, las plantas generalmente limitan la transpiración para regular la pérdida de agua, pero Striga mantiene sus altos niveles de transpiración. Esto significa que en regiones áridas Striga puede robar agua y nutrientes más efectivamente de sus anfitriones. Sin embargo, el mecanismo por el cual Striga no mantiene los estomas abiertos.
Cuando las plantas están sujetas a estrés por sequía, sintetizan una hormona vegetal llamada ácido abscísico ABA. Esta pequeña molécula provoca el cierre de los estomas para suprimir la transpiración. Striga las hojas contienen una gran cantidad de ABA, y el tratamiento exógeno de ABA no redujo la transpiración. El equipo concluyó que la causa de Striga los altos niveles de transpiración son un defecto en la sensibilidad ABA.
ABA en plantas aumenta rápidamente en respuesta al estrés por sequía y se une a un receptor conocido como PYL. El complejo receptor de PYL unido a ABA se une e inhibe las fosfatasas de proteína C de tipo A del grupo A PP2C, que son reguladores negativos para la señalización de ABAEn consecuencia, la inhibición de PP2Cs permite a las células de guardia cerrar los estomas. El grupo de investigación aisló genes relevantes en Striga y analizaron sus funciones. Identificaron el gen ShPP2C1, y su proteína bloqueó la señalización de ABA constitutivamente, porque ShPP2C1 no está controlado por los receptores PYL. ShPP2C1 tiene mutaciones de aminoácidos distintas que no se ven en otras plantas. Cuando el equipo editó cinco aminoácidossecuencias ácidas en planta modelo Arabidopsis para parecerse a ShPP2C1 representado como mutación AtABI15, el Arabidopsis 'la respuesta al ABA disminuyó y sus altos niveles de transpiración se mantuvieron incluso en condiciones de sequía.
El profesor Yukihiro Sugimoto Escuela de Graduados de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Kobe y el Profesor Asistente Masanori Okamoto Centro de Investigación y Educación de la Biociencia de la Universidad de Utsunomiya organizaron esta investigación conjunta, que fue apoyada por el Programa de Asociación de Investigación de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo Sostenible SATREPS.
El profesor Sugimoto y el profesor asistente Okamoto comentan: "Nuestros resultados muestran que las mutaciones de aminoácidos cambiaron las propiedades de los genes PP2C Striga disminuyendo su sensibilidad al ABA y permitiéndole mantener altas tasas de transpiración incluso en condiciones de sequía. Las plantas terrestres adquirieron la señalización de ABA para sobrevivir en un entorno con condiciones de agua cambiantes. Striga probablemente perdió estas funciones y adquirió sus propios métodos de adquisición de nutrientes en el proceso de adaptación a su estilo de vida parasitario ".
Los resultados sugieren que ShPP2C1 juega un papel importante en Striga adquisición de nutrientes y agua, y al enfocarlo en nuevo Striga los métodos de control pueden ser posibles. "Si podemos inhibir las funciones de ShPP2C1, esto recuperará la respuesta ABA de Striga y limitar su capacidad para robar agua y nutrientes ", dice el profesor Sugimoto." En adelante, a través de un análisis más detallado de la estructura de la proteína ShPP2C1, esperamos desarrollar medicamentos que puedan limitar las funciones de ShPP2C1 ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Kobe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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