Inmunología: ¡Así detectan las plantas el ataque de infecciones!

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Nspirement Staff
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Plants are unable to maintain a high level of resistance to infection 24/7. (Image:Pixabay via CC0 Public Domain)
Las plantas son incapaces de mantener un alto nivel de resistencia a la infección todo el tiempo. (Imagen: Pixabay través CC0 Dominio Público)

Por Troy Oakes

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Las plantas son capaces de detectar una mayor predisposición a las infecciones y regular su respuesta inmune en consecuencia, según se encontró en una reciente investigación.[su_spacer]

Dirigidos por la Universidad de Warwick, los investigadores descubrieron que el reloj molecular de una planta está conectado a su sistema inmune y aumenta los niveles de resistencia a la infección al amanecer —momento en que es más probable que aparezcan las infecciones por hongos en plantas que no pueden mantener sus niveles de resistencia altos durante todo el día.

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Los investigadores identificaron una sola proteína, JAZ6, en la célula vegetal 2+, que es responsable por la diferencia en la eficacia de la respuesta inmune según el momento del día, conectando el reloj de la planta con el sistema inmunológico.

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Four week old Arabidopsis thaliana leaves 64 hours after being infected with five ul of Botrytis Cinerea spore suspension. (Image: University of Warwick)
Hojas de una Arabidopsis thaliana, de 4 semanas, 64 horas después de haber sido infectadas con esporas en suspensión de Botrytis cinerea. (Imagen: Universidad de Warwick).

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Argumentando que ahora pueden utilizar JAZ6 para identificar las piezas clave de la respuesta inmune de las plantas que controlan la resistencia a patógenos fúngicos, los investigadores dicen que ya están en condiciones de enfocarse en cómo mejorar la resistencia a las enfermedades de los cultivos a través de la reproducción molecular.

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Mientras que los estudios anteriores en el campo de la inmunología habían demostrado que la resistencia contra patógenos bacterianos varió en diferentes momentos del día, la nueva investigación demostró, por primera vez, que lo mismo es cierto para la resistencia contra un patógeno fúngico. La nueva investigación de la Universidad Warnick también es la primera en identificar el mecanismo responsable por las diferencias en la inmunidad de la planta durante la madrugada o la noche.

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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. (Image: University of Warwick)
Imagen de esporas de Botrytis cinerea en la superficie de una hoja de Arabidopsis thaliana obtenida con un microscopio electrónico con un aumento de 1000X. La imagen fue tomada 24 horas después de haber sido infectada con esporas en suspensión de Botrytis cinerea. (Imagen: Universidad de Warwick)

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Los relojes moleculares dirigen los ritmos biológicos o circadianos de muchos organismos, desde seres humanos a insectos, plantas e incluso a algas marinas. Ellos son los cronometradores internos que permiten a los organismos anticiparse a los cambios previsibles durante un período de 24 horas.

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La investigadora que lideró la investigación, la Dra. Katherine Denby, de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Warwick, explica:

[su_quote]Las plantas son capaces de predecir cuándo es más probable que se produzca la infección por patógenos y regulan su respuesta inmune para combatirla, son más resistentes a la infección tras ser inoculadas al amanecer en comparación con aquellas inoculadas por la noche. La diferencia en la resistencia a la infección de la planta en diferentes momentos del día es impulsada por el reloj circadiano en lugar de los cambios diarios de luz/oscuridad; y las diferencias persisten, independientemente de si expones las plantas a la luz constante durante el día[/su_quote]

Los investigadores llevaron a cabo la investigación mediante la infección de plantas con esporas de Botrytis cinerea cada tres horas durante 24 horas, y midiendo las lesiones posteriores que se desarrollaron. Observaron que las plantas inoculadas en la mañana desarrollaron lesiones mucho menores y eran más resistentes a la enfermedad, en comparación con aquellas inoculadas por la noche. Las inoculadas en la noche tenían lesiones significativamente mayores y mostraron mucho más crecimiento del patógeno en las hojas.

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

[su_quote]Infectamos plantas con un reloj circadiano disfuncional en la mañana y en la noche con nuestro hongo patógeno, y observamos que la planta ya no diferenciaba la resistencia en los dos momentos del día. Este patrón nos mostró que la resistencia debe ser impulsada por el reloj interno de la planta[/su_quote]

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La investigación, Jasmonate signalling drives time-of-day differences in susceptibility of Arabidopsis to the fungal pathogen Botrytis cinerea, fue publicada en Plant Journal.

Fuente: University of Warwick

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