Imagen de co-receptor de la hormona vegetal descubierta, dinor-OPDA.
IMAGEN: CNB |
Un estudio internacional liderado por investigadores del Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado una nueva
hormona vegetal clave para la supervivencia de las plantas. Se trata de
la hormona dinor-OPDA, que permite a las plantas no vasculares (briófitos)
defenderse de sus agresores externos, como patógenos e insectos, entre
otros. El estudio se publica en portada de la revista Nature Chemical
Biology.
“Además de identificar una hormona vegetal, en este trabajo hemos
clarificado su ruta de biosíntesis y demostrado la conservación
funcional de su ruta de señalización molecular (los pasos moleculares
necesarios para que la hormona active las defensas de la planta)”,
explica Roberto Solano, investigador del CSIC en el Centro Nacional de
Biotecnología, quien ha liderado el estudio.
El estudio comenzó con la idea de identificar cómo se defienden los
briófitos (plantas no vasculares) de sus agresores externos. Para el
resto de las plantas terrestres (las vasculares) sí que se conocía su
mecanismo de defensa: se trata de los jasmonatos, un tipo de
fitohormonas esenciales para la supervivencia de las plantas porque les
permiten defenderse de distintos tipos de estrés (patógenos, insectos,
etc.). “La forma activa de esta hormona (jasmonoyl-isoleucina) fue
descubierta por nuestro grupo hace unos años en la planta Arabidopsis
thaliana”, indica Solano. Sin embargo, esta hormona, que se ha detectado
en muchas otras plantas vasculares, no existe en los briófitos (plantas
no vasculares), por lo que se desconocía cómo los briófitos se defendían
de sus agresores externos.
Ahora, este estudio ha logrado identificar el mecanismo hormonal de
defensa de las plantas briófitas, mediante la planta hepática Marchantia
polymorpha. “Las hepáticas son un tipo de briófito que se considera el
linaje hermano al resto de plantas terrestres, es decir, serían los
representantes actuales de las primeras plantas que colonizaron la
tierra”, explica Isabel Monte, primera autora del estudio. “Utilizando
esta planta hemos demostrado que el sistema de señalización molecular de
la hormona jasmonoyl-isoleucina está conservado en briófitos, pero la
hormona que activa esta ruta es distinta de la de plantas vasculares”,
indica la investigadora.
“Lo más importante del trabajo es que hemos identificado esa nueva
hormona como dos isómeros de dinor-OPDA (dinor-cis-OPDA y
dinor-iso-OPDA), que serían el equivalente en briófitos del
jasmonoyl-isoleucina de plantas vasculares. Además, también hemos
clarificado su ruta de biosíntesis y de señalización”, señala Solano.
El estudio, además, proporciona otras conclusiones de interés: “Puesto
que Marchantia polymorpha se considera un representante actual de las
primeras plantas que colonizaron la Tierra, nuestro descubrimiento
sugiere que la hormona “ancestral”, es decir, la hormona presente en ese
ancestro común a todas las plantas terrestres, era dinor-OPDA, mientras
que la jasmonoyl-isoleucina es una invención reciente de las plantas
vasculares durante la evolución”, argumenta Solano. “Además, aunque la
hormona descubierta existe en plantas vasculares, hasta ahora se había
considerado solo un precursor de la hormona jasmonoyl-isoleucina.
Nuestro trabajo sugiere que la nueva hormona podría también tener una
función hormonal en plantas vasculares, atribuida hasta ahora al
jasmonoyl-isoleucina y que queremos caracterizar en próximos trabajos”,
detalla Solano.
Por otra parte, este trabajo también confirma que el estudio de
organismos muy distantes filogenéticamente, como Marchantia polymorpha,
puede facilitar un avance rápido del conocimiento de procesos
fundamentales en cualquier planta, concluye Solano.
Fuente: CSIC 09/04/2018
Isabel Monte, Sakiko Ishida, Angel M. Zamarreño, Mats Hamberg, José M.
Franco Zorrilla, Gloria García-Casado, Caroline Gouhier-Darimont,
Philippe Reymond, Kosaku Takahashi, José M. García-Mina, Ryuichi
Nishihama, Takayuki Kohchi and Roberto Solano. Ligand-receptor co-evolution
shaped the jasmonate pathway in land plants. Nature Chemical Biology.
Doi: 10.1038/s41589-018-0033-4
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