Como parte de un enfoque múltiple para prevenir las infestaciones de la planta parásita Striga hermontica, los investigadores están desentrañando el papel de las hormonas vegetales, conocidas como estrigolactonas (SL).
Los cultivos de cereales liberan SL que regulan la arquitectura de la planta y desempeñan un papel en otros procesos relacionados con el desarrollo de la planta y la respuesta al estrés. Los SL liberados por las raíces de las plantas atraen hongos micorrízicos, que proporcionan nutrientes a las plantas. Pero las estrigolactonas también inducen la germinación y la invasión de la planta parásita. estriga, con graves impactos en la producción agrícola, particularmente en los rendimientos de cereales en África.
En un descubrimiento importante, el equipo demostró recientemente que los SL canónicos no afectan la arquitectura de la planta en el arroz.
Los investigadores emplearon la tecnología CRISPR/Cas9 para generar líneas de arroz sin SL canónicos y las compararon con plantas de tipo salvaje. Los fenotipos de brotes y raíces no difirieron significativamente entre los mutantes y el tipo salvaje, lo que indica que los SL canónicos no son los principales reguladores de la arquitectura del arroz.
"Saber qué SL regulan la arquitectura de la planta y otras funciones, como establecer simbiosis con hongos micorrízicos beneficiosos o permitir la invasión de plantas parásitas de raíces, nos permitirá optimizar y diseñar un rasgo sin afectar a otros", explica Jian You Wang, un postdoctorado en Al. -Laboratorio de Babili.
La investigación mostró que los SL canónicos contribuyen a una simbiosis con los hongos micorrízicos y desempeñan un papel importante en la estimulación de la germinación de semillas en malezas parasitarias de raíces.
“Disminuir su nivel, o incluso anular por completo su biosíntesis, puede reducir significativamente el daño causado por Gritar y otras plantas parásitas de raíces sin causar cambios severos en la arquitectura de la planta o tener un gran impacto negativo en la micorrización de la planta”, dice Wang.
La modulación del contenido de SL mediante la edición de genes es una solución a largo plazo, pero la aplicación de inhibidores específicos de la biosíntesis de SL puede conducir mucho más rápido a plantas de cereales que carecen de las estrigolactonas canónicas.
El equipo se propuso identificar sustancias químicas que inhiben la biosíntesis canónica de SL en el arroz. Encontraron un inhibidor enzimático químico TIS108 significativamente reducido Gritar infestación sin afectar el crecimiento de la planta o el rendimiento del grano.
También probaron el efecto de TIS108 en arroz Indica y sorgo, ambos cultivos principales en Striga- regiones infestadas de África. Una vez más, observaron menores Gritar actividad de germinación de los exudados de raíces aislados de plantas tratadas.
Al-Babili dice que la aplicación directa de TIS108, así como el empleo de la edición de genes, representa estrategias prometedoras para aliviar la amenaza planteada por Gritar y otras plantas parásitas de raíces a la seguridad alimentaria mundial.
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Ito, S., Braguy, J., Wang, JY, Yoda, A., Fiorilli, V., Takahashi, I., Jamil, M., Felemban, A., Miyazaki, S., Mazzarella, T., Chen , G.-TE, Shinozawa, A., Balakrishna, A., Berqdar, L., Rajan, C., Ali, S., Haider, I., Sasaki, Y., Yajima, S., Akiyama, K. , Lanfranco, L., Zurbriggen, MD, Nomura, T., Asami, T. y Al-Babili, S. (2022) "Las estrigolactonas canónicas no son el principal determinante del macollamiento, sino señales rizosféricas importantes en el arroz". Avances de la ciencia, 8(44). Disponible en: https://doi.org/10.1126/sciadv.add1278.
