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Descubrieron que la raíz restringe la entrada de agua en sus tejidos centrales
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Con este hallazgo, podrían desarrollar cultivos productivos mejor adaptados al cambio climático
La absorción de agua es un proceso vital para que las plantas crezcan y produzcan frutos. Saber cómo funciona es fundamental para desarrollar cultivos que puedan mantenerse productivos bajo fuertes condiciones de estrés abiótico, como altas temperaturas o sequía. Estos factores son cada vez más comunes dentro del cambio climático.
Un grupo de especialistas desarrolló una técnica para observar el movimiento del agua dentro de las raíces sin dañar a la planta. Consiste en tecnología de microscopía óptica sensible, basada en el láser. Esto fue desarrollado por científicos del Grupo de Investigaciones de Óptica y Fotónica de la Universidad de Nottingham, Reino Unido.
La microscopía óptica permite conocer la microestructura de muestras biológicas mediante la interacción con un haz de luz.
Buscan desarrollar mejores cultivos
Las plantas pueden prosperar y convertirse en cultivos productivos según qué tan bien pueden absorber el agua. El líquido juega un papel esencial como solvente para nutrientes, minerales y otras biomoléculas en los tejidos de las plantas.
Los investigadores idearon una manera de observar ese proceso a nivel de células individuales. «No solo podemos ver el agua que sube por el interior de la raíz, sino también dónde y cómo viaja», explicó Kevin Webb, líder del proyecto.
«Alimentar a la creciente población mundial ya es un desafío. El cambio climático está provocando grandes cambios en el patrón del agua en el planeta. Esto genera retos para cultivos en regiones afectadas por inundaciones o sequías».
«El objetivo de nuestro proyecto es aumentar la productividad mundial de los alimentos. Esto se dará mediante la comprensión y el uso de variedades de plantas con las mejores posibilidades de supervivencia. Por ejemplo, cultivos más productivos en cualquier entorno, sin importar cuán seco o húmedo sea. Para lograr esto, la capacidad de observar el agua dentro de las plantas es fundamental», añadió.
¿Cómo observaron las raíces?
Para el estudio, realizaron mediciones de transporte de agua en las raíces de Arabidopsis thaliana. Esta planta es el modelo por excelencia para los científicos: pueden ser modificadas genéticamente para interferir con procesos básicos como la absorción de agua.
Usando un láser suave, la técnica permitió a los estudiosos medir el agua que viaja a través del sistema de raíces de Arabidopsis a nivel celular. Con los datos ejecutaron un modelo matemático para explicar y cuantificar el fenómeno.
Los investigadores utilizaron agua pesada (D2O), una molécula con composición química equivalente al agua, pero con un neutrón extra en el núcleo de cada átomo de hidrógeno (deuterio). Usando un láser mientras la planta bebía, fue posible ver el agua pesada pasar a través de la punta de la raíz.
Las observaciones revelaron una barrera de agua dentro de la raíz. La absorción de agua está restringida dentro de los tejidos centrales de este órgano, donde se encuentran los vasos conductores de agua. El experimento se realizó en una Arabidopsis modificada genéticamente para comprometer su absorción de agua.
Investigación crucial ante el cambio climático
Esta técnica de observación promete ayudarnos a ver cómo perciben las plantas la disponibilidad de agua. La respuesta a esta pregunta es crucial para diseñar cultivos mejor adaptados a los desafíos que se enfrentan con el cambio climático.
Los hallazgos de este estudio fueron publicados en la revista Nature Communications, en un artículo titulado «Imágenes hidrodinámicas no invasivas en raíces de plantas en resolución celular».
Fuente: Nature Communications
