Al estudiar las capas complejas de inmunidad en el maíz, un elemento básico para las dietas en todo el mundo, los científicos han identificado genes clave que permiten cócteles antibióticos sorprendentemente diversos que se pueden producir como mezclas defensivas contra numerosos agentes patógenos. Los biólogos describen cómo combinaron una variedad deEnfoques científicos para definir claramente 6 genes que codifican enzimas responsables de la producción de antibióticos clave de maíz conocidos por controlar la resistencia a las enfermedades.
Para satisfacer las demandas de las crecientes poblaciones humanas, la producción agrícola debe duplicarse en los próximos 30 años. Sin embargo, la salud de los cultivos actuales y la promesa de su rendimiento enfrentan una creciente lista de amenazas, desde plagas hasta eventos climáticos caóticos,- lo que lleva a una necesidad urgente de identificar estrategias efectivas de defensa de plantas naturales.
Los biólogos tienen acceso a una gran cantidad de datos genómicos y bioquímicos, pero descifrar rápidamente las vías bioquímicas completas que protegen los cultivos clave de importancia mundial sigue siendo un desafío importante. Los científicos están eliminando las capas de inmunidad en el maíz, un elemento básico para las dietas en todo el mundo.mundo, para determinar si hay genes clave que permitan cócteles antibióticos sorprendentemente diversos que se pueden producir como mezclas defensivas contra numerosos agentes de la enfermedad.
Ahora, Yezhang Ding, Alisa Huffaker y Eric Schmelz de la Universidad de California en San Diego y sus colegas han desarrollado un enfoque sistemático y combinado para identificar tales genes en la defensa de cultivos y se describe en Plantas naturales .
"Necesitamos saber qué mecanismos de defensa de cultivos son efectivos y qué podemos hacer para mantenerlos o mejorarlos aún más", dijo Schmelz. "Los coautores y colaboradores en China ya están tomando algunos de los genes de maíz que caracterizamos y los están utilizando para mejorar significativamentemejorar la resistencia a las enfermedades en el arroz "
Históricamente, la definición de una nueva ruta bioquímica completa en los cultivos ha requerido un progreso gradual y, a menudo, la mejor parte de toda una carrera de investigación. En el nuevo estudio, los biólogos de la Universidad de California en San Diego describen cómo combinaron una variedad de enfoques científicos para definir claramente seisgenes que codifican enzimas responsables de la producción de antibióticos clave del maíz que se sabe que controlan la resistencia a las enfermedades.
Las plantas de maíz que carecen de defensas antibióticas de molécula pequeña, derivadas de un esqueleto de 20 átomos de carbono conocido como diterpenoides, comúnmente sufren aumentos dramáticos en la susceptibilidad a las enfermedades fúngicas.
"La mayoría de las personas aprecian que los pinos están fuertemente protegidos por resinas ácidas pegajosas que matan o disuaden a la mayoría de los microbios e insectos", dijo Schmelz. "Describimos una vía biosintética completa de maíz que también hace resinas ácidas bajo demanda en el sitiode ataque fúngico. Curiosamente, casi toda la vía se deriva de duplicaciones genéticas evolutivamente recientes de diversas vías hormonales relacionadas con el crecimiento de las plantas y el metabolismo de la testosterona humana ".
Uno de los pasos evolutivos fue una duplicación de genes comparativamente reciente hace tres millones de años de la vía hormonal responsable del crecimiento de las plantas llamada giberelinas. En un paso no claramente tomado de la biosíntesis de hormonas, dos enzimas oxidativas altamente promiscuas con amplio sustrato y especificidad de producto denominados citocromo P450 se caracterizaron por producir reacciones únicas diferentes de las rutas de coníferas conocidas. En total, el esfuerzo aprovechó más de 2,000 muestras de plantas, cada una con 36,861 transcripciones, que abarcan 300 líneas diferentes de maíz para reducir sistemáticamente los candidatos y definir una ruta de maíz para antibióticos efectivoscontra hongos patógenos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :