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Aumentar la producción con menos fertilizantes: la importancia del fosfato

El fosfato (Pi) es un nutriente esencial para todos los organismos. La distribución del Pi no es uniforma a lo largo del suelo, y su escasez causa graves pérdidas en la productividad de los cultivos. Para aliviar esta deficiencia y aumentar el rendimiento de los cultivos, normalmente se aplican grandes cantidades de fertilizantes. Sin embargo, la mayoría del Pi aplicado en los fertilizantes no es absorbido por las plantas y termina en el agua dulce, lo que genera graves problemas ambientales y pérdidas económicas para los agricultores.

Las raíces son órganos subterráneos implicados en la absorción de nutrientes y, por lo tanto, ahora son el foco de atención dentro de programas de mejora genética para generar plantas más eficientes en la toma y uso de nutrientes. Sin embargo, la mayoría de los estudios de biología de la raíz in vitro se han llevado a cabo creciendo las plantas con el sistema radicular en presencia de luz. En este trabajo hemos demostrado que la iluminación de la raíz tiene un efecto negativo sobre la respuesta de la planta a la deficiencia de Pi a múltiples niveles. Por lo tanto, hemos analizado las respuestas morfológicas, transcripcionales y fisiológicas a la inanición de Pi en plantas que tienen sus raíces creciendo en oscuridad, utilizando el sistema D-Root que hemos desarrollado previamente en nuestro laboratorio. En estas condiciones, hemos identificado nuevos genes y vías regulatorias de la respuesta de las plantas a la deficiencia de Pi que no se han descritito anteriormente y que podrán ser objeto de programas de mejora genética. También hemos mostrado que las plantas estresadas por deficiencia de Pi aumentan la hormona cis-zeatina (cZ), un isómero que se pensaba que apenas tenía actividad biológica. Sin embargo, mediante análisis transcriptómicos y morfológicos hemos encontrado que la cZ regula un conjunto de genes específico que mejoran la respuesta de la planta a la escasez de fosfato, aumentando el tamaño del sistema radicular y la longitud de los pelos radiculares. Estas respuestas aumentan la superficie de absorción total y potencian la búsqueda de las raíces de nuevas ambientes más ricos en fosfato.

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Publicación Original:

Silva‐Navas, J., Conesa, C.M., Saez, A., Navarro‐Neila, S., Garcia‐Mina, J.M., Zamarreño, A.M., Baigorri, R., Swarup, R., del Pozo, J.C. 2019. Role of cis-zeatin in root responses to phosphate starvation. New Phytologist. DOI: 10.1111/nph.16020

 

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