Hormonas vegetales para prevenir la invasión de Striga
Mary Lederman
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El bloqueo de la biosíntesis de estrigolactona canónica por TIS108, un inhibidor enzimático específico, redujo significativamente la infestación de striga sin afectar el crecimiento del arroz.
Como parte de un enfoque múltiple para prevenir la infestación por la planta parásita Striga hermonthicaLos investigadores desentrañan el papel de las hormonas vegetales conocidas como estrigolactonas (SL).
Las plantas de cereales liberan SL que regulan la arquitectura de la planta y desempeñan un papel en otros procesos relacionados con el desarrollo de la planta y la respuesta al estrés. Los SL liberados de las raíces de las plantas atraen hongos micorrícicos, que proporcionan nutrientes a las plantas. Pero las estrigolactonas también inducen la germinación y la invasión de la planta parásita. striga, con graves repercusiones en la producción agrícola, especialmente en la producción de cereales en África.
En un descubrimiento clave, el equipo mostró recientemente que los SL canónicos no afectan la arquitectura de la planta en el arroz.
Los investigadores utilizaron la tecnología CRISPR/Cas9 para generar líneas de arroz que carecían de SL canónicas y las compararon con plantas de tipo salvaje. Los fenotipos de brotes y raíces no difirieron significativamente entre los mutantes y los de tipo salvaje, lo que sugiere que los SL canónicos no son los principales reguladores de la arquitectura del arroz.
“Saber qué SL regulan la arquitectura de la planta y otras funciones, como B. establecer una simbiosis con hongos micorrícicos beneficiosos o permitir la invasión de raíces de plantas parásitas nos permitirá optimizar y manipular un rasgo sin afectar a otros”, explica Jian You Wang, posdoctorado en el laboratorio de Al-Babili.
La investigación mostró que los SL canónicos contribuyen a la simbiosis con los hongos micorrízicos y desempeñan un papel importante en la estimulación de la germinación de semillas en malezas parasitarias de raíces.
“Reducir sus niveles, o incluso detener su biosíntesis por completo, puede reducir en gran medida el daño que causan. Estrige y otras plantas parasitarias de raíces sin causar cambios severos en la arquitectura de la planta o tener un gran impacto negativo en la micorrización de la planta”, dice Wang.
La modulación del contenido de SL mediante la edición de genes es una solución a largo plazo, pero la aplicación de inhibidores específicos de la biosíntesis de SL puede hacer que los cultivos carezcan de las estrigolactonas canónicas mucho más rápido.
El equipo se propuso identificar sustancias químicas que inhiben la biosíntesis canónica de SL en el arroz. Descubrieron que un inhibidor químico de enzimas, TIS108, se redujo significativamente Estrige Infestación sin afectar el crecimiento de las plantas o el rendimiento de los cultivos.
También probaron los efectos de TIS108 en arroz indica y sorgo, ambos cultivos importantes en estrige áreas infestadas en África. Una vez más miraron más abajo Estrige Actividad de germinación de las secreciones de raíces aisladas de plantas tratadas.
Al-Babili dice que la aplicación directa de TIS108, así como el uso de la edición de genes, son estrategias prometedoras para mitigar la amenaza de Estrige y otras plantas parásitas de raíces a la seguridad alimentaria mundial.
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Ito S, Braguy J, Wang JY, Yoda A, Fiorilli V, Takahashi I, Jamil M, Felemban A, Miyazaki S, Mazzarella T, Chen, G.-TE, Shinozawa, A., Balakrishna, A., Berqdar, L ., Rajan, C., Ali, S., Haider, I., Sasaki, Y., Yajima, S., Akiyama, K. , Lanfranco, L., Zurbriggen, MD, Nomura, T., Asami, T. , y Al-Babili, S. (2022) «Las estrigolactonas canónicas no son el principal determinante del macollamiento, sino señales rizosféricas importantes en el arroz». la ciencia progresa, 8(44). Disponible en: https://doi.org/10.1126/sciadv.add1278.
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