Los volátiles de las hojas verdes son la respuesta rápida de una planta a las amenazas. Star61/Wikimedia Commons, CC BY-SA

¿Alguna vez te has preguntado acerca de esa nota verde y aguda que golpea tu nariz cuando cortas el césped o cortas tallos de flores? Esos son volátiles de hoja verde o GLV: aceites de fácil evaporación que las plantas utilizan para comunicarse con otras plantas y defenderse de herbívoros o patógenos como bacterias u hongos.

Casi todas las plantas verdes pueden rápidamente sintetizar y liberar GLV cuando es atacada, protege directamente a los atacantes e indirectamente atrae a depredadores de herbívoros como insectos y prepara otros mecanismos de defensa de la planta. Los investigadores saben que los GLV desempeñan un papel importante en la protección de las plantas, pero aún no está claro cómo funcionan.

Soy un investigador de bioquímicay a través de una colaboración entre Laboratorio Wang y Laboratorio Stratmann de la Universidad de Carolina del Sur, mis colegas y yo estudiamos cómo las células vegetales despliegan los volátiles de las hojas verdes. En nuestro investigación recientemente publicada, identificamos las posibles vías de señalización que utilizan los GLV para inducir respuestas de defensa en las células de tomate. Nuestro objetivo final es descubrir formas de utilizar GLV para controlar las plagas agrícolas y lograr una agricultura más limpia.

Sistemas de defensa en plantas.

Las plantas emplean muchos sistemas de defensa para protegerse. El primera línea de defensa Implica detectar invasores microbianos y la presencia de daños utilizando patrones moleculares asociados a daños, o DAMP, que son moléculas liberadas por células dañadas o moribundas.

Cuando una célula identifica un DAMP, desencadena una respuesta inmune y promueve mecanismos de reparación. También conduce a cambios en la concentración de iones calcio, activando aún más genes y proteínas relacionados con el sistema inmunológico. DAMP también activar las proteínas común en muchas vías de señalización de estrés que activan otras respuestas de defensa. Las plantas tienen varios medios de defensa.

Muchos estudios han demostrado que la efectos de Los GLV son similar a HÚMEDOS. Por lo tanto, mi equipo y yo queríamos demostrar si los GLV también pueden actuar como DAMP.

Para ello, estudiamos qué proteínas se activan o desactivan en las células de tomate. Cambiar químicamente la estructura de una proteína mediante un proceso llamado fosforilación lo enciende o lo apaga. La fosforilación de proteínas desempeña un papel central en la regulación de un gran número de procesos celulares e implica muchas vías de transmisión de señales. Estudiando el fosfoproteoma, o todas las proteínas que están fosforiladas en un sistema, de las células de tomate podrían ayudarnos a comparar las vías de señalización de GLV y DAMP.

Descubrimos que muchas de las proteínas involucradas en las vías de señalización volátil de las hojas verdes estaban involucradas en la regulación del estrés. Estos incluían muchos componentes de las vías de señalización de DAMP, lo que respalda nuestra hipótesis de que los GLV funcionan como DAMP en la activación de respuestas de defensa.

Uso de GLV en agricultura

La agricultura suele ejercer una presión significativa sobre los recursos naturales y el medio ambiente. Por ejemplo, el uso de pesticidas convencionales puede provocar Degradación ambiental y resistencia a plagas..

Bioplaguicidas están ganando popularidad como una alternativa menos tóxica. Estos son organismos o compuestos naturales que suprimen el crecimiento y la propagación de plagas. Por ejemplo, compuestos orgánicos volátiles de plantas son un tipo de biopesticida que se ha demostrado que permite un uso reducido de insecticidas sintéticos para controlar las plagas en los cereales alimentarios almacenados.

Por lo tanto, los GLV también pueden ser biopesticidas eficaces en la agricultura. Un estudio ha demostrado que los GLV pueden atraer una plaga de plantas, la Apion miniatum escarabajo, para alimentarse una maleza invasiva y difícil de controlar, Confertus de Rumex. Además, los estudios de campo sobre plantas de tabaco silvestres encontraron que la liberación de GLV puede atraer enemigos de los herbívoros. La presencia de estos competidores herbívoros no sólo puede controlar las plagas de insectos sino también aumentar la producción de plantas infestadas.

Con más investigaciones, creemos que los GLV tienen el potencial de controlar las plagas de forma natural y apoyar la agricultura sostenible.

Sasimonthakan Tanarsuwongkul, Doctor. Candidato en Bioquímica, Universidad de Carolina del Sur

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