La aridificación y la salinización son amenazas para la tierra utilizable. HMGR es una proteína utilizada en los terpenoides, que tienen funciones tanto en el crecimiento de las plantas como en las respuestas al estrés. Hui Wei y sus colegas investigaron sobreexpresión de la PtHMGR gene para aprender más sobre cómo mejorar la tolerancia a la sequía y la salinidad en el álamo.

El profesor Ali Movahedi, uno de los coautores del estudio, dijo: “Este problema de la sequía y la sal es importante no solo para la investigación biológica básica, sino también de vital importancia para la reproducción y las mejoras en la resistencia al estrés de los cultivos. Hay una gran área de tierra sin desarrollar y sin usar debido a la sequía y la salinidad existente en China. Cómo explotar y utilizar estas tierras se ha convertido en el foco de la investigación de mejoramiento”.

El álamo es una planta particularmente buena para examinar este problema, dijo Movahedi. “El álamo es una especie de árbol que se cultiva ampliamente en las regiones templadas y templadas frías de todo el hemisferio norte. El álamo se ha utilizado en estudios de genomas de plantas perennes debido a la disponibilidad de la secuencia de su genoma."

El trabajo actual sigue un estudio reciente de DXS y DXR genes en Populus trichocarpa. Movahedi dijo que esto era parte de un estudio más amplio del álamo. “Los isoprenoides (o terpenoides) representan un grupo grande y diverso de metabolitos primarios y secundarios presentes en todos los organismos vivos. Varias hormonas vegetales derivadas de isoprenoides regulan el crecimiento, el desarrollo y la defensa de las plantas contra el estrés biótico y abiótico. En la vía del ácido mevalónico (MVA), la 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA reductasa (HMGR) se considera la primera enzima limitante de la velocidad en la biosíntesis de isoprenoides. En la vía MEP, la 1-desoxi-D-xilulosa5-fosfato sintasa (DXS) y la 1-desoxi-D-xilulosa5-fosfato reductoisomerasa (DXR) son dos enzimas limitantes de la velocidad en la biosíntesis de isoprenoides. Además, nuestro estudio fue apoyado por el Programa Nacional Clave de Investigación Transgénica (2018ZX08020002). El objetivo del proyecto es cultivar álamos resistentes al estrés biótico y abiótico”.

Si bien el álamo es una planta comúnmente estudiada, el equipo no está seguro de si la investigación será directamente aplicable a otras plantas. Movahedi dijo: “Aunque las plantas sintetizan principalmente ABA a través de la vía MEP, y ABA juega un papel importante en el estrés abiótico de las plantas, las diferencias fisiológicas y estructurales de las plantas pueden tener diferentes respuestas al estrés abiótico. En este estudio, la diafonía puede existir en la vía MVA y MEP. La sobreexpresión de PtHMGR afecta los niveles de expresión de genes relacionados con MEP y, en última instancia, aumenta la acumulación de ABA, lo que aumenta la respuesta de los álamos al estrés abiótico”.

Si bien puede no tener relevancia directa para otras plantas, es un paso hacia la mejora de la productividad del álamo. “Nuestra investigación proporciona una base teórica para la cría de álamos”, dijo Movahedi. “Es sólo una parte del trabajo de cría. La investigación en plantas transgénicas se divide en cinco etapas: la etapa experimental, la etapa de prueba intermedia, la etapa de liberación ambiental, la etapa de prueba productiva, la etapa de solicitud de certificado de seguridad y la etapa de producción comercial. La diferencia entre las etapas de prueba intermedia, liberación ambiental y prueba productiva es la diferencia de escala (incluido el número de materiales experimentales y el área de plantación), y la diferencia entre la aplicación del certificado de seguridad y las etapas de producción comercial son los diferentes requisitos de condiciones de control. . La respuesta de los álamos al estrés abiótico también requiere experimentos de campo y análisis de bioseguridad”.