Parece que los biólogos son buenos creando -omas. Ahí está el genoma, el conjunto completo de información genética contenida en el ADN de una planta. Ahí está el transcriptoma, la suma de todo el ARN expresado por el genoma, que puede decirle qué genes están activos. Algunos biólogos ahora están estudiando el ionoma, pero ¿cuál es el ion¿Cómo?

El ionoma se define como la composición elemental de una estructura subcelular, célula, tejido, órgano u organismo. Incluye todos los elementos (excepto el hidrógeno, H, y el oxígeno, O), ya sean esenciales o no esenciales para la vida, en cualquier forma química en que se presenten. La ionómica es el estudio del ionoma.

Los biólogos han estudiado los efectos del genotipo y el medio ambiente en la composición elemental de las plantas durante muchos años. Lo que hace que la ionómica sea especial es que es el estudio de muchos elementos simultáneamente, en lugar de solo un elemento a la vez. Cada planta no solo necesita nutrientes, sino que necesita esos nutrientes en un equilibrio específico. Si no pueden equilibrar sus nutrientes, las plantas se comportan peor e incluso pueden morir.

Por lo tanto, un factor importante en su jardín es plantar plantas que puedan equilibrar los nutrientes en el suelo y aplicar los fertilizantes con cuidado. Por ejemplo, el fósforo generalmente se considera un buen nutriente para una planta, pero tiene demasiado y puede afectar la capacidad de una planta para absorber otros nutrientes, como zinc o manganeso, que también necesita del suelo.

Dado que el ionoma incluye más que iones, en realidad es un nombre inapropiado y algunas personas prefieren el término “elementoma”. nutricionistas de plantas a veces se refieren al "ionoma funcional", es decir, los 14 elementos (además del carbono, C, H y O) que necesitan las plantas: nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), azufre (S), cloro (Cl), boro (B), hierro (Fe), manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), níquel (Ni) y molibdeno (Mo). Algunos autores también lo denominan «nutrioma». Otra subdivisión del ionoma es el «metaloma», que comprende…especies de metales y metaloides”. Este término tiene su propio diario, Metalomica.

Figura 1. (A) Relaciones entre los términos ionoma, elementoma, metaloma, ionoma funcional y nutrioma. (B) Tabla periódica de los elementos que ilustra los elementos metálicos, metaloides y no metálicos, con los elementos minerales esenciales para la nutrición de las plantas indicados con puntos.

Hay personas trabajando en el mismo problema, pero usando diferentes términos. ¿Importa esto si sabemos que todas las palabras significan en términos generales lo mismo? Decidí buscar en la literatura para averiguarlo.

El 5 de julio de 2021, busqué en la Colección Principal de Web of Science los términos «(ionoma, elementoma, nutrioma, metaloma, ionómica, elementomía, nutriómica o metalómica) y (planta, raíz, tallo, hoja, hojas, brote, fruto, semilla o grano)». Encontré 380 artículos (sin incluir correcciones) sobre plantas. La mayoría eran artículos originales. Aproximadamente el 15 % eran revisiones o material editorial.

El término más popular fue “ionoma/ionómica”, que apareció en 326 artículos, seguido de “metaloma/metalómica”, que apareció en 52 artículos. Los términos “elementoma/elementómica” y “nutrioma/nutriómica” aparecieron solo en 3 y 4 artículos, respectivamente. El uso de estos términos ha ganado popularidad (Fig. 2) desde el primer uso de la palabra "ionoma" en un artículo de Kendal Hirschi (2003), pero su uso es claramente mucho menor que el uso de “genoma/genómica”, “transcriptoma/transcriptómica”, “proteoma/proteómica” o “metaboloma/metabolómica”, que tienen una historia más larga (fig. 2).

Figura 2. (A) El número de artículos enumerados en la Colección principal de Web of Knowledge sobre ionómica (ionómica, elementomia, nutriómica o metalómica) de las plantas cada año desde 2000. (B) El número de artículos incluidos en la Colección principal de Web of Knowledge sobre genómica, transcriptómica, proteómica, transcriptómica o ionómica desde 1960.

David Salt (Universidad de Nottingham) fue autor de 27 de los artículos recuperados por la búsqueda y sus colaboradores Ivan Baxter (Donald Danforth Plant Science Center) y Bret Lahner (Universidad de Purdue) fueron autores de 23 y 11 artículos, respectivamente. Otros autores que contribuyeron a un número importante de artículos incluyen a Marco Aurelio Zezzi Arruda (Universidad Estadual de Campinas, 13 artículos), Toshihiro Watanabe (Universidad de Hokkaido, 12 artículos), Takuro Shinano (Universidad de Hokkaido, 10 artículos) y Philip White (James Hutton Instituto, 10 artículos). Los países más activos que publican sobre “ionómica” son EE. UU. y China, lo que podría reflejar simplemente la mayor inversión de estos países en la ciencia de las plantas.

Aproximadamente la mitad de los artículos recuperados se centraban en el área de "Ciencias Vegetales", el 17% en "Agricultura", el 15% en "Ecología" y el 12% en "Biología Molecular". Casi un tercio de los artículos describía la ionómica de Arabidopsis, mientras que otro tercio se centraba en cereales como el arroz, el trigo, el maíz y la cebada (Fig. 3). Otras plantas bien estudiadas incluyen las brasicáceas, la soja y el tomate. Curiosamente, un número mayor de lo esperado de artículos procedentes de EE. UU. se centraron en Arabidopsis, mientras que un número mayor de lo esperado de artículos procedentes de China se centraron en cereales, en particular en el arroz.

Figura 3. Los ionomas funcionales de diferentes especies vegetales. El ionoma de la cebada está dominado por potasio (K). El ionoma de la remolacha contiene mucho magnesio (Mg). El ionoma de la col se caracteriza por tener abundante calcio (Ca) y azufre (S). El ionoma del trébol blanco tiene relativamente más nitrógeno N que otras especies. Datos de Neugebauer et al. (2018).

Está claro a partir de estudios recientes que los ionomas difieren entre las especies de plantas (Fig. 4). El conocimiento detallado de los distintos ionomas de las especies de plantas y los genotipos dentro de las especies de plantas ha mejorado nuestra comprensión de las respuestas de las plantas a las deficiencias de nutrientes y el desarrollo de diagnósticos para estos, ecología vegetal y el nicho biogeoquimico , genética de la adquisición de nutrientes y transporte dentro de las plantas, la evolución de la composición elemental de la planta, la elección de especies para la fitorremediación de terrenos contaminados y estrategias para mejorar la nutrición mineral de humanos y ganado. Los estudios de las interacciones entre elementos han proporcionado información vital para una mayor comprensión de estos temas.

Figura 4. El porcentaje de artículos enumerados en la Colección principal de Web of Knowledge sobre ionómica, elementomia, nutriómica o metalómica de plantas que incluyeron una mención explícita de las plantas enumeradas.

Sin embargo, ¿puedes encontrar estos papeles? ¿Qué términos busca?

Dado que la nutriómica solo se usa en tres o cuatro artículos, usar este término en un artículo nuevo es un poco arriesgado. Cuando otras personas busquen investigaciones recientes, ¿recordarán incluir 'nutrioma' en su búsqueda? Los artículos que serán citados y tendrán un impacto en otros científicos son los artículos que usan la misma terminología.

Si el número de artículos publicados cada año sobre ionómica sigue la tendencia actual, habrá unos 55 artículos en 2021 y unos 75 en 2025. Podría haber muchos más en 2050, especialmente si se utilizan instrumentos económicos para el análisis simultáneo de elementos múltiples. volverse disponible. Gracias a la bibliometría, podemos ver que hay un futuro para la investigación sobre la composición elemental de las plantas que necesita un término. La misma bibliometría también nos dice qué término usará la mayoría de la gente: ionómica.