Los investigadores advierten sobre eventos climáticos extremos que ocurren con mayor frecuencia en el futuro como resultado del cambio climático. Las catástrofes ambientales actuales, como los numerosos y particularmente severos huracanes tropicales de este año, tienden a confirmar esta tendencia. Estos fenómenos meteorológicos extremos suelen ir acompañados de inundaciones, que afecta cada vez más a las tierras agrícolas. Esta inundación se está convirtiendo en un problema cada vez más grave para los cultivos, porque la mayoría de los cultivos intensivos no son muy tolerantes al exceso de agua. Se hacen evidentes mayores pérdidas de rendimiento. Al mismo tiempo, la presión sobre la tierra agrícola disponible para producir cultivos está aumentando rápidamente a la luz del crecimiento de la población mundial.

En este contexto, Los investigadores de CAU en el grupo de investigación de Biología del Desarrollo Vegetal y Fisiología Vegetal del Instituto Botánico de la Universidad de Kiel están analizando los efectos del cambio climático global en el crecimiento de las plantas. Usando el ejemplo de una planta modelo que se usa con frecuencia en los laboratorios, Arabidopsis thaliana, también conocido como thale berro, La investigadora doctoral Emese Eysholdt-Derzsó investigó cómo las plantas responden al bajo estrés por oxígeno que resulta de demasiada agua. "En su trabajo, Eysholdt-Derzsó describe por primera vez cómo el anegamiento y la deficiencia de oxígeno relacionada cambian la dirección de crecimiento de las raíces del berro y descifró qué mecanismos genéticos controlan la adaptación de las plantas. "enfatizó el jefe del grupo de investigación, Profesora Margret Sauter. El equipo de investigación con sede en Kiel publicó recientemente estos nuevos hallazgos en la revista de investigación Plant Physiology.

Las condiciones del suelo que están húmedas y por lo tanto bajas en oxígeno son potencialmente mortales para la mayoría de las plantas porque impiden que las raíces crezcan y absorban nutrientes. Por cierto tiempo sin embargo, pueden adaptarse al encharcamiento con varios mecanismos de protección. Los investigadores de la Universidad de Kiel ahora han examinado cómo la deficiencia de oxígeno afecta el crecimiento y la estructura general de la raíz del berro thale. Para hacerlo expusieron plántulas de Arabidopsis de siete días a diferentes regímenes de oxígeno en alternancia:se enfrentaron a condiciones de crecimiento con poco oxígeno durante un día, seguido de condiciones normales durante un día. Los experimentos mostraron que las raíces intentaron escapar de las condiciones de bajo oxígeno creciendo hacia un lado. Para hacerlo las plantas utilizan un mecanismo regulador determinado genéticamente que impide lo normal, crecimiento de la raíz hacia abajo. En lugar de, las raíces crecen horizontalmente donde es más probable que alcancen áreas de suelo más ricas en oxígeno. "Pudimos demostrar que este proceso es reversible. Tan pronto como hubo suficiente oxígeno disponible, Luego, las raíces comenzaron de nuevo a crecer normalmente hacia abajo, "dijo el autor principal, Eysholdt-Derzsó.

Los científicos de Kiel llamaron a todo este proceso "doblado de raíces". Pudieron descifrar la regulación genética responsable:cinco de los 122 miembros totales de la familia de factores de transcripción ERF de thale berro son responsables de que las raíces respondan al estrés por demasiada agua. Activan genes que aseguran la distribución dirigida de la hormona del crecimiento vegetal, auxina, en las raíces. Como consecuencia, esta fitohormona se reubica asimétricamente en el tejido radicular. Como la auxina actúa como inhibidor, la raíz crece más lentamente en lugares con concentraciones más altas de la hormona, haciendo que la raíz se doble. La distribución de auxina en la raíz y, por lo tanto, la activación de la curvatura de la raíz se puede ver con un marcador de auxina de fluorescencia.

Thale berro pertenece a la familia de las crucíferas y está relacionado con la colza o varias plantas de col. Por lo tanto, es muy probable que los hallazgos obtenidos del organismo modelo puedan transferirse a diferentes cultivos. Las investigaciones futuras también ayudarán a investigar más y comprender el mecanismo de flexión de las raíces en otras plantas. El objetivo a largo plazo de los investigadores es posiblemente tener éxito en la transferencia de los hallazgos a los cultivos, para aumentar su tolerancia al encharcamiento en el futuro y así reducir las pérdidas de rendimiento agrícola.