Las plantas necesitan una variedad de nutrientes para crecer, incluidos nitrógeno, fósforo y potasio. Estos nutrientes a menudo se encuentran en cantidades limitadas en el suelo, lo que puede limitar el crecimiento de las plantas. Sin embargo, el equipo de UC Davis descubrió que una proteína llamada TOR (objetivo de la rapamicina) desempeña un papel clave en la regulación del crecimiento de las plantas en respuesta a la disponibilidad de nutrientes.
TOR es una quinasa, una enzima que agrega un grupo fosfato a otras proteínas. El equipo de UC Davis descubrió que TOR fosforila una proteína llamada S6K1, que a su vez desencadena una cascada de eventos que conducen a un mayor crecimiento y división celular. Cuando los nutrientes son escasos, la actividad de TOR se reduce, lo que conduce a una disminución de la fosforilación de S6K1 y un crecimiento más lento.
"Nuestros hallazgos proporcionan una explicación molecular de cómo las plantas integran la disponibilidad de nutrientes con el crecimiento", dijo el autor principal del estudio, el Dr. Jian-Kang Zhu, profesor de biología vegetal en UC Davis. "Este conocimiento podría utilizarse para desarrollar nuevas estrategias para mejorar el rendimiento de los cultivos mediante la manipulación de la señalización TOR".
Los investigadores descubrieron que la sobreexpresión de TOR en plantas daba como resultado un mayor crecimiento y producción de biomasa. Por el contrario, las plantas con actividad TOR reducida crecieron más lentamente y produjeron menos biomasa. Estos hallazgos sugieren que TOR es un regulador clave del crecimiento de las plantas y podría ser un objetivo potencial de la ingeniería genética para mejorar el rendimiento de los cultivos.
El estudio también tiene implicaciones para comprender cómo responden las plantas al estrés ambiental, como la sequía y la alta salinidad. Estas tensiones pueden reducir la disponibilidad de nutrientes y provocar un menor crecimiento de las plantas. Sin embargo, los investigadores descubrieron que la señalización TOR puede ayudar a las plantas a tolerar este estrés y mantener el crecimiento.
"Nuestros hallazgos proporcionan un nuevo marco para comprender cómo las plantas regulan el crecimiento en respuesta a la disponibilidad de nutrientes y al estrés ambiental", dijo Zhu. "Este conocimiento podría conducir a nuevas estrategias para mejorar el rendimiento de los cultivos y hacer que la agricultura sea más sostenible".
La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias y el Departamento de Agricultura de EE. UU.
