_ Cum se schimbă rădăcinile plantelor Modelul lor de creștere în timpul „pubertății” are implicații pentru agricultura rezistentă la climă

Înțelegerea modului în care cresc rădăcinile ne poate ajuta să dezvoltăm plante care, de exemplu, sunt mai rezistente la secetă. Cercetarea echipei Prof. Bert De Rybel (VIB-UGent), în colaborare cu VIB Screening Core și Universitatea Ghent, descoperă modul în care rădăcinile trec printr-o fază de „pubertate”, care ar putea avea implicații importante pentru dezvoltarea agriculturii rezistente la climă. Lucrarea lor apare în Science.

Plantele, ca toate organismele vii, trec prin diferite stadii de dezvoltare, începând ca semințe, devenind lăstari și, în cele din urmă, plante fertile mature. Ei chiar trec printr-un fel de „pubertate” în timpul căreia un lăstar tânăr își schimbă modelele de creștere, ceea ce este vital pentru supraviețuire și adaptare la mediu. Modificând direcția în care celulele se divid, plantele pot crește mai mult în lățime decât în ​​înălțime, sau invers.

Între prima și a treia săptămână de dezvoltare, rădăcinile suferă o mulțime de modificări. Cercetătorii din echipa Prof. De Rybel (VIB-UGent Center for Plant Systems Biology) și VIB Screening Core, împreună cu Departamentul de Chimie al Universității din Gent, oferă acum detalii moleculare despre „pubertatea rădăcină”. Descoperirile lor subliniază rolul crucial al SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE 13 (SPL13) în reglarea diviziunilor celulare orientate, un proces esențial pentru creșterea și morfologia rădăcinilor adecvate.

„Cercetarea noastră oferă perspective moleculare asupra vârstei- schimbări dependente care au loc în rădăcină în timpul acestei faze cruciale”, spune prof. De Rybel. „Am descoperit că o modificare a expresiei genelor a factorilor de transcripție SPL, în special SPL13, este crucială pentru această tranziție prin reglarea orientării diviziunii celulare.”

Tranziția care rezultă din activitatea SPL13 este caracterizată prin modificări distincte. în morfologia și profilul molecular al rădăcinilor, care sunt esențiale pentru dezvoltarea generală a plantei.

Dr. Dominique Audenaert, șeful VIB Screening Core (parte a VIB Technologies), explică: „Am furnizat tehnologie avansată de screening bazată pe microscopie, care ne-a permis să analizăm moleculele care modifică orientarea diviziunii celulare în culturile celulare. Prin evaluarea modului de... acțiunea compușilor identificați, am putea demonstra că modificarea producției de SPL13 în celule face ca sistemele radiculare să crească mai abrupte și mai adânci.”

Schimbarea nivelurilor de expresie ale SPL13 a permis oamenilor de știință să accelereze sau să încetinească îmbătrânirea rădăcinilor. .

„Cercetarea noastră”, explică prof. De Rybel, „nu numai că prezintă un mecanism fundamental necunoscut anterior de dezvoltare a plantelor, dar deschide, de asemenea, noi căi pentru îmbunătățirea randamentelor culturilor și a rezistenței plantelor în condițiile de mediu în schimbare. „

Pe măsură ce populația globală continuă să crească, optimizarea creșterii și dezvoltării plantelor va fi crucială pentru securitatea alimentară. Importanța factorilor de transcripție SPL în biologia plantelor evidențiază potențialele lor aplicații în agricultură prin modificarea modelelor de creștere a rădăcinilor, ceea ce poate face culturile mai rezistente la secetă, de exemplu.

Prin dezvăluirea complexității ascunse anterior a dezvoltării rădăcinilor, acest studiu identifică, de asemenea, o lacună în cercetarea actuală a plantelor. Cele mai multe studii folosesc mostre de rădăcină vechi de o săptămână, dar acum este clar că rădăcinile trec prin schimbări semnificative în morfologie și expresie genică, ceea ce înseamnă că modul în care privim creșterea rădăcinilor în condiții de laborator va trebui să fie reconsiderat.

(Fluierul)