Las plantas usan un reloj molecular para predecir cuándo serán infectadas

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Nspirement Staff
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Por Troy Oakes

 

Según una nueva investigación, las plantas son capaces de predecir cuándo es más probable que ocurran infecciones y, por consiguiente, regular su respuesta mediante el uso de su reloj molecular.

Dirigidos por la Universidad de Warwick, los investigadores descubrieron que el reloj molecular de una planta está conectado a su sistema inmune para aumentar los niveles de resistencia a una posible infección.

Un dato curioso es que las plantas en el momento del amanecer, es en donde mayor probabilidad tienen de que no les ocurra una infección por hongos, ya que estos seres son incapaces de mantener el nivel más alto de resistencia en todo momento del día.

Los investigadores identificaron una única proteína, llamada JAZ6, en la célula 2+ de la planta que impulsa esta diferencia horaria en la eficacia de la respuesta inmunitaria y que conecta el reloj de la planta con el sistema inmune.

Argumentando que ahora pueden usar JAZ6 para seleccionar las partes clave de la respuesta inmune de la planta que controlan la resistencia a los patógenos fúngicos, los investigadores dicen que ahora pueden centrarse en cómo mejorar la resistencia a las enfermedades en los cultivos mediante el mejoramiento molecular.

 

Plants are able to predict when infections are more likely to occur and regulate their immune response accordingly by using their molecular clock.
Arabidopsis thaliana de cuatro semanas de edad se va 64 horas después de ser infectada con 5 ul de suspensión de esporas de Botrytis cinerea. (Imagen: vía Universidad de Warwick).

El reloj molecular impulsa la inmunidad de las plantas

Si bien investigaciones anteriores habían demostrado que la resistencia contra los patógenos bacterianos variaba en diferentes momentos del día, la nueva investigación ha demostrado, por primera vez, que lo mismo es cierto para la resistencia contra un patógeno fúngico.

La nueva investigación de la Universidad de Warwick también es la primera en identificar un mecanismo de cómo el reloj interno de la planta está impulsando la diferencia en la inmunidad de la planta al amanecer y por la noche.

Los relojes moleculares (circadianos) impulsan los ritmos diarios en muchos organismos, desde humanos hasta insectos, plantas e incluso algas marinas. Son los cronometradores internos que permiten a los organismos anticipar cambios predecibles durante un período de 24 horas.

Katherine Denby, Doctora de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Warwick, explica:

“Las plantas son capaces de predecir cuándo es más probable que ocurra una infección por patógenos y regular su respuesta  inmune para combatir esto, y las plantas son más resistentes a la infección después de la inoculación al amanecer en comparación con la inoculación por la noche. 

La diferencia en la resistencia en diferentes momentos del día es impulsada por su reloj circadiano en lugar de los cambios diarios de luz/oscuridad, con las diferencias existentes, independientemente de si pones las plantas en luz constante durante el día, y luego infectas al amanecer o de noche”

Scanning electron microscope image of Botrytis cinerea spores on an Arabidopsis thaliana leaf surface at 1000x magnification. Image was taken 24 hours after being infected with 5 ul of Botrytis cinerea spore suspension.
Imagen de microscopio electrónico de barrido de esporas de Botrytis cinerea en la superficie de una hoja de Arabidopsis thaliana a un aumento de 1000x. La imagen fue tomada 24 horas después de haber sido infectado con 5 ul de suspensión de esporas de Botrytis cinerea. (Imagen: vía Universidad de Warwick)

Se realizó la investigación infectando plantas con esporas de Botrytis cinerea cada tres horas durante un período de 24 horas y midiendo las lesiones posteriores que se desarrollaron.

Se pudo observar que las plantas inoculadas por la mañana desarrollaron lesiones mucho más pequeñas y fueron más resistentes a las enfermedades en comparación con las plantas que fueron inoculadas por la noche. Los inoculados por la noche tenían lesiones significativamente más grandes y mucho más crecimiento del patógeno en las hojas.

Claire Stoker, estudiante de doctorado de la Universidad de Warwick, explica:

“Infectamos las plantas con un reloj circadiano disfuncional por la mañana y por la noche con nuestro patógeno fúngico y observamos que la planta ya no tenía una diferencia en la resistencia en las dos horas del día. Este patrón nos mostró que la resistencia debe ser impulsada por el reloj interno de la planta”.

La investigación, Jasmonate signalling drives time-of-day differences in susceptibilidad de Arabidopsis al patógeno fúngico Botrytis cinerea, fue publicada en Plant Journal.

Proporcionado por: University of Warwick

 

Troy Oakes
Troy nació y creció en Australia y siempre ha querido saber por qué
y cómo funcionan las cosas, lo que lo llevó a su amor por la ciencia.
Como fotógrafo profesional disfruta fotografiando los bellos paisajes de Australia.
También es un cazador de tormentas profesional;
actualmente vive en Hervey Bay, Australia.
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