Modelo propuesto de señalización mediada por GABA para la regulación de la eficiencia en el uso del agua
Modelo propuesto de señalización mediada por GABA para la regulación de la eficiencia en el uso del agua. "Una célula de guarda citosólica GABA regula negativamente la captación de aniones mediada por ALMT9 en las vacuolas de las células de guarda, que afina la apertura del estoma (célula de guarda izquierda del par). El agotamiento de la acumulación de GABA en las hojas del mutante con pérdida de función de GAD2 (gad2) desregula ALMT9, maximizando la captación y acumulación de aniones en las vacuolas de las células de guarda. Esto conduce a un poro estomático más abierto, mayor pérdida de agua y menor WUE de las plantas (célula protectora derecha del par). Este fenotipo estomático se puede replicar reemplazando F243 / Y245 (punto rojo) con dos cisteínas, lo que elimina la sensibilidad de ALMT9 a GABA. En b, la hoja GABA sintetizada y acumulada durante el déficit de agua reduce la captación de aniones vacuolares mediada por ALMT9 en las células de guarda, lo que requiere los residuos de aminoácidos F243 / Y245 (punto rojo) (célula de guarda derecha del par). Esto reduce la apertura de los estomas, reduce la apertura de los poros y mejora el WUE de la planta bajo estrés por sequía en comparación con las células de guarda en condiciones estándar en la luz (célula de guarda izquierda del par). Nota: Hemos excluido ALMT12 de este modelo ya que no encontramos un papel para esta proteína en la modulación GABA de la eficiencia del uso del agua en la planta, a pesar de su papel en la modulación GABA de la apertura estomática que se encuentra dentro de las cáscaras epidérmicas".

Un equipo de investigadores australianos y alemanes ha descubierto una vía novedosa que las plantas pueden utilizar para ahorrar agua y mejorar su tolerancia a la sequía. La investigación publicada hoy lunes en Nature Communications muestra que la molécula GABA (ácido gamma-aminobutírico), más comúnmente asociada con la relajación en animales, puede controlar el tamaño de los poros en las hojas de las plantas para minimizar la pérdida de agua.

Matthew Gilliham, director del Instituto de Investigación Waite de la Universidad de Adelaida, quien dirigió el equipo de investigación, asegura que: “GABA minimizó la apertura de poros en una variedad de cultivos como la cebada, el haba y la soja, y en plantas de laboratorio que producen más GABA de lo normal. Esto llevó a que las plantas de laboratorio usaran menos agua del suelo y sobrevivieran más tiempo en los experimentos de sequía. Descubrimos que las plantas que producen una gran cantidad de GABA reducen la apertura de sus poros, por lo que respiran menos y reducen la pérdida de agua“.

La cantidad de GABA que acumula una planta cuando está estresada determina cuánto aplica el pedal del freno para reducir la apertura de los poros a la mañana siguiente y la pérdida de agua ese día

En un estudio anterior, los miembros del equipo encontraron que GABA, conocida como una señal nerviosa en los animales, podría actuar como receptores de GABA de las plantas. Esto llevó a nuevas especulaciones de que GABA podría ser una señal tanto en plantas como en animales.

El autor principal del estudio, el Dr. Bo Xu, investigador postdoctoral del Centro de Excelencia en Biología Energética Vegetal del Australian Research Council (ARC), agrega que: “tanto las plantas como los animales producen GABA y le dan diferentes usos. Las plantas no tienen nervios, en cambio parecen usar GABA para hacer coincidir sus niveles de energía con su respuesta al medio ambiente“.

GABA no cierra los poros de las hojas como otras señales de estrés, actúa de una manera diferente: la cantidad de GABA que acumula una planta cuando está estresada determina cuánto aplica el pedal del freno para reducir la apertura de los poros a la mañana siguiente y la pérdida de agua ese día, como un recuerdo de estrés del día anterior“.

El profesor Rainer Hedrich, de la Universidad de Würzburg, pionero en el estudio de cómo las plantas regulan la pérdida de agua, dirigió el componente alemán del estudio.

He estado estudiando cómo las plantas regulan sus poros estomáticos durante más de 35 años. Encontrar una forma completamente nueva e inesperada de regularlos ha sido sin duda uno de nuestros descubrimientos más sorprendentes. Espero ver cómo esto se traduce en el campo”, comenta.

El equipo recibió recientemente una nueva subvención del gobierno federal australiano para asociarse con investigadores de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y está buscando nuevos estudiantes de doctorado que se unan al equipo para descubrir nuevos componentes de la vía de señalización y probar su impacto en los cultivos.

Fuente: Nature Communications.

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Cofundador de Fantasymundo, director de las secciones de Libros, Ciencia y Cine/TV. Lector incansable de ficción y ensayo, escribo con afán divulgador sobre temáticas relacionadas con el entretenimiento y la cultura cercanas a mis intereses.

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