¿Cómo huelen las plantas?

Las plantas no tienen nariz, pero pueden «oler» olores. No mucha gente, incluidos los estudiosos, ha cuestionado esto. En la obra maestra de Daniel Chamovitz «Las plantas pueden verte», se menciona que aunque las plantas no tienen nervios olfativos, las plantas obviamente tienen «la capacidad de percibir olores y olores después de ser estimuladas», o más exactamente, es indudable que las plantas pueden «recibir estímulos» y luego «percibir olores».

Ye Lushu| Profesor de la Universidad Shu Tzu Chi

Las plantas pueden «oler» el etileno a través del receptor de etileno y comenzar el proceso de caída de hojas y frutos. Aunque algunas personas piensan que el etileno no huele a los humanos, ¿quién dice que el olor que los humanos deben oler es el olor?

Hablando de olores que la gente puede oler, ¿alguna vez has caminado por un césped recién cortado? ¿Oliste un olor a hierba que te hizo sentir renovado? Esta fragancia a hierba en realidad proviene de los compuestos orgánicos volátiles (COV) emitidos por las plantas después de una lesión. Después de lesionarse, las plantas emitirán COV, y cuando otras plantas los «huelen», responderán adecuadamente: mejorando sus capacidades de defensa. No subestime las plantas, pueden «oler» si el olor proviene del césped recién cortado o de la señal de SOS enviada por la planta que ha sido mordida por las plagas. Después de que el frijol de lima huele los COV emitidos por la planta mordida, el desempeño de los genes defensivos aumentará para enfrentar futuros ataques; la planta parásita también puede aprender a través de los COV si la planta frente a ella es propia Anfitrión.

Aunque las plantas pueden «oler» los COV, en el pasado, la inducción de COV solo se enfocaba en una serie de acciones que las plantas iniciarían después de «olerlos». Aún no está claro qué tipo de moléculas utilizan las plantas para «oler» los COV.

El equipo de investigación de Japón estaba muy interesado en cómo las plantas «fundían» los COV y decidió buscar esta molécula desconocida.

Primero probaron la línea celular de tabaco BY-2 con trece COV diferentes. Los trece tipos de VOC incluyen tres sesquiterpenos, siete monoterpenos, un alcohol monoterpeno y dos volátiles de hojas verdes. Después de que la línea celular se empapó en una solución de COV 1 mM durante tres horas, se probó el rendimiento de los tres genes relacionados con la defensa (osmotina, ODC, ACIII). Entre los tres genes relacionados con las defensas, ODC y ACIII son enzimas, y su expresión aumentará cuando las plantas perciban ácido jasmónico (JA, ácido jasmónico) o ácido salicílico (SA, ácido salicílico).

Los resultados de la prueba encontraron que el nivel de expresión de osmotina aumentaría después de que las líneas celulares se sumergieran en óxido de cariofileno o α-cariofileno, y el efecto del óxido de cariofileno fue mejor. En cuanto a la ODC, solo puede ser inducida por ácido metil jasmónico, mientras que ACIII puede ser inducida por ácido salicílico o linalol.

Debido a que el óxido de cariofileno, el α-cariofileno y el (E) -β-cariofileno se liberarán después de que se muerda el tabaco, y las raíces del maíz liberarán (E) -β-cariofileno después de ser mordido. Al atraer nematodos que ayudan al maíz a eliminar a los depredadores, el equipo de investigación se centró en estos tres compuestos de cariofileno. Los resultados de la medición cronometrada encontraron que la línea celular de tabaco BY-2 tenía el rendimiento más alto de osmotina cuando se empapaba en estos tres VOC diferentes durante tres a seis horas. Luego, usando el promotor de osmotina para unir la proteína roja fluorescente como gen informador, se encontró que la línea celular BY-2 podía ver fluorescencia roja después de estar expuesta a compuestos de cariofileno durante nueve horas. Remojar las hojas de tabaco en una solución de COV también tiene un efecto similar.

Para encontrar moléculas que contacten directamente con los COV, el equipo de investigación conectó el cariofileno a microperlas y realizó un ensayo de extracción. Sin estar seguro de dónde entrará en contacto la molécula con el cariofileno, el equipo de investigación conectó el cariofileno con microperlas de dos formas. Como resultado, se obtuvo una proteína de 120 kDa, que resultó ser similar a la proteína similar a TOPLESS (TPL) después del análisis. El equipo de investigación obtuvo un total de seis proteínas TPL en el tabaco, de las cuales TPL3 fue la molécula que se eliminó.

Algunos estudios recientes han encontrado que la familia TPL debería ser correpresora transcripcional ¿La sobreexpresión de TPL3 afecta la transmisión de información de los COV? El equipo de investigación descubrió que la sobreexpresión de TPL3 interferiría con la transmisión de información de TPL3 y reduciría el rendimiento de la osmotina. Sería mejor si hay plantas transgénicas que no expresan o exhiben TPL3 en una cantidad baja para demostrarlo aún más, pero debido a que es técnicamente difícil eliminar o reducir los seis genes de TPL, el equipo de investigación actual solo puede llegar a una conclusión temporal. : El tabaco TPL3 puede ser una proteína utilizada por el tabaco para «oler» los compuestos de cariofileno.

En la investigación pasada sobre etileno, ácido salicílico y ácido jasmónico, se encontró que las plantas tienen proteínas especiales para que las moléculas individuales las identifiquen; ahora hay otra proteína que puede identificar compuestos de cariofileno, y hay otras en este estudio. Los COV … la complejidad del olor de las plantas, ¡me temo que es más complejo que el de los animales!

referencias:Ayumi Nagashima et. Al., 2018. Reguladores transcripcionales implicados en respuestas a compuestos orgánicos volátiles en plantas. JBC. Doi: 10.1074 / jbc.RA118.005843


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