Nova via per a crear tomaques resistents a plantes paràsites sense afectar el seu creixement
Científics de l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP, CSIC-UPV) descriuen com es produeix un precursor comú necessari per al creixement i la defensa de la planta de la tomaca
El descobriment permetrà controlar infeccions per plantes paràsites sense afectar el desenvolupament de la planta i els fruits de la tomaca
Un grup d'investigació liderat per l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Politècnica de València (UPV), ha descrit per primera vegada com es regula la producció d'un compost essencial per a la comunicació de la planta de la tomaca amb el seu entorn. Es tracta del geranilgeranil difosfat (GGPP), del qual deriven els carotenoides, pigments que donen el color roig al fruit, i les estrigolactones, hormones que regulen el creixement de l'arrel de la planta quan necessita nutrients com el fostat, però també atrauen a altres plantes paràsites. La troballa obri la via per a controlar la producció d'aquest compost i obtindre tomaques més resistents.
Les plantes es comuniquen amb altres éssers del seu entorn mitjançant senyals visuals i químiques. Pigments com els carotenoides ‘acoloreixen’ les flors amb nèctar i els fruits madurs, senyal que atrau als animals que transportaran el pol·len i les llavors, afavorint la dispersió de la planta. L'acumulació de carotenoides en el fruit de tomaca (Solanum lycopersicum) és el que fa que adquirisca el característic color roig quan està madur. Derivats dels carotenoides com les estrigolactones són traspuats per les arrels de moltes plantes per a atraure a micorrizes, fongs beneficiosos que ajuden a captar nutrients i aigua del sòl. Les plantes paràsites usen les estrigolactones com a senyals químics per a localitzar les arrels de les plantes que parasiten, com la tomaca.
“Encara que carotenoides i estrigolactones deriven del geranilgeranil difosfat o GGPP, es desconeixia com es regula la producció d'aquest precursor comú. El treball es va plantejar per a estudiar com es produeix GGPP en cada teixit de la tomaca per a cada ús particular”, explica Manuel Rodríguez Concepción, professor d'investigació del CSIC en el IBMCP i autor principal del treball, publicat en la revista New Phytologist.
“Hem estudiat diversos membres de la família d'enzims que produeixen GGPP en tomaca, als quals anomenem SlG1, SlG2 i SlG3”, continua Miguel Ezquerro, autor de l'article i de la tesi doctoral que inclou aquesta investigació. “El treball ha revelat que SlG3 és el que produeix la majoria del GGPP en la part aèria de la planta. SlG2 ajuda a SlG3 quan es necessita una producció extra de carotenoides durant la maduració del fruit. Però en l'arrel, és SlG1 la que s'encarrega de produir GGPP per a estrigolactones”, revela l'investigador.
Plantes resistents amb creixement normal
Moltes plantes paràsites usen les estrigolactones alliberades per les arrels de les plantes de tomaca per a localitzar-les i infectar-les. Una solució a aquest problema seria generar plantes de tomaca que no produïsquen estrigolactones. No obstant això, aquests derivats de carotenoides també actuen com a hormones que regulen el desenvolupament vegetal, i per això les plantes sense estrigolactones són molt ramificades i menys productives. “Com hem descobert que SlG1 només regula la producció de estrigolactones en l'arrel, la seua eliminació hauria de permetre crear varietats de tomaca resistents a la infecció per plantes paràsites, però amb un creixement i desenvolupament normal”, assegura Rodríguez Concepción.
El treball és fruit d'una col·laboració entre l'equip liderat per Manuel Rodríguez Concepción i el de la investigadora de la UPV Purificació Lisón Párraga, tots dos en el IBMCP de València, i la Universitat d'Amsterdam (Països Baixos).
