¿Y si os dijera que las plantas hablan?

Por J. M. Mulet, el 28 octubre, 2020. Categoría(s): Laura Yamila Rodríguez • Pseudomonas syringae • señalización química ✎ 5

Post realizado por Laura Yamila Rodríguez Chikri, alumna del máster de biotecnología molecular y celular de plantas.

 

Las plantas, como sabéis, son seres vivos condenados a vivir siempre en el mismo lugar, incapaces de desplazarse, de huir de sus depredadores o de las condiciones desfavorables.  Por eso han tenido que desarrollar otras estrategias para enfrentarse a estas situaciones.

Una de ellas es la emisión de compuestos volátiles, pequeñas moléculas que, aunque no veamos, se dispersan por el aire llegando a todos los rincones y pueden ser percibidas, “olidas”, por otros individuos que se sitúen cerca como insectos o plantas vecinas.

Por ejemplo, cuando una planta es atacada por algún “bichito” (patógeno), activa sus defensas y emite dichos compuestos avisando a las plantas vecinas para que se preparen frente a la llegada de un posible ataque. Además, estos compuestos pueden ser percibidos por los patógenos como algo desagradable y ahuyentarlos, o resultar apetecibles para los depredadores de esos patógenos, atrayéndoles y “salvando” a la planta de su ataque. Por lo tanto, se podría decir que las plantas se comunican entre ellas y con otros individuos, aunque en un lenguaje un tanto diferente al nuestro.

Uno de estos compuestos volátiles es el Butanoato de Z-(3)-hexenilo o HB, en ciertos estudios se ha comprobado que hay plantas que lo emiten cuando son atacadas por un patógeno, la bacteria Pseudomonas syringae. Esta bacteria entra en la planta por unos poros, situados en la parte de debajo de las hojas (envés), denominados estomas. Pues, sorprendentemente, hemos visto que cuando las plantas son tratadas con HB dichos poros se cierran evitando así la entrada de la bacteria (Figura 1).

Figura 1. Fotografía al microscopio de estomas de Arabidopsis thaliana sin tratar con HB (izquierda) y tratadas con HB (derecha).

Pero aún se desconoce cuál es el receptor, “la nariz”, que tiene la planta para percibir, “oler”, este compuesto. Con el fin de descubrirlo, en el laboratorio, nos pusimos manos a la obra y realizamos un rastreo de mutantes. Esto consiste en tratar con HB, por un lado, a plantas mutantes que tienen los posibles receptores afectados y, por otro, a plantas normales. En las plantas normales lo que esperamos es que al tratar con HB se cierren estos poros y, por tanto, haya menos bacteria en el interior; sin embargo si el receptor del HB está roto (mutado), la planta no es capaz de olerlo, no cierra los poros y es atacada por la bacteria.  Y, “voilà”, si en los resultados alguna de las plantas que presente uno de los receptores roto se comporta así, este tendría toda la probabilidad de ser el que percibe al HB, pero aún habría que seguir investigando para confirmarlo completamente.

Ahora mismo os estaréis preguntando qué experimentos hay que hacer para saber esto, pues aquí os dejo la receta secreta:

  1. Obtener las semillas de las plantas tanto normales como mutadas, en nuestro caso de Arabidopsis thaliana, una mala hierba muy famosa en el “mundillo” científico porque se conoce casi todo de ella.
  2. Sembrarlas en tierra y esperar a que las plantas crezcan unas 5 semanas.
  3. Aplicarles el compuesto (HB), metiendo las plantas en cajas transparentes junto con un bastoncillo (sí, uno de esos que usamos para los oídos) empapado de compuesto durante 24h. No nos podemos olvidar de hacer lo mismo en otra caja, pero con un bastoncillo empapado de agua, estas serán nuestras plantas control que nos sirven para comparar.
  4. Medir la apertura de los poros, tanto de las controles como de las tratadas con HB. Para ello pintamos el envés de la hoja con pintauñas transparente (sí, el pintauñas también sirve para hacer ciencia) y dejamos que se seque. Luego despegamos el pintauñas de la hoja y obtenemos un molde que podemos observar en el microscopio (Figura 1). Entonces hacemos fotos de cada molde y, con un programa informático, medimos el diámetro de los distintos poros.
  5. Infección y conteo bacteriano, sin duda el peor y más trabajoso de los pasos. A las 24h de tratar con HB se sacan las plantas de las cajas y, como si de un desodorante se tratase, las infectamos por spray con un líquido que contiene la bacteria (Figura 2, imagen de la izquierda). A los 3 días de la infección se cogen hojas de cada planta y se machacan hasta obtener un “caldo verde”, en el cual estarán las bacterias que hay dentro de las hojas. Luego ponemos unas gotas de este líquido en placas con medio de cultivo, “comida”, para que las bacterias crezcan y así poder contar cuántas hay en cada hoja.
  6. Ahora ya tenemos los datos, solo nos queda analizarlos para observar en qué plantas están los poros más cerrados y, por tanto, hay menos bacteria y en cuales esto no ocurre. ¡Recuerda! Las plantas que nos interesan son en las que esto no ocurre porque significa que ese puede ser el receptor del HB, ya que sin él la planta no puede oler el compuesto.

Otra de las cosas interesantes que hemos comprobado es que, si alrededor de un grupo de plantas sin infectar (normales) situamos ciertas infectadas, las plantas normales perciben el HB emitido por las infectadas, cierran sus poros y se preparan por si la bacteria les ataca a ellas (Figura 2).

Figura 2. Plantas de Arabidopsis thaliana en cajas de metacrilato. A la izquierda se representa el proceso de infección por spray, realizado únicamente en las plantas situadas alrededor de la caja; a la derecha se representa la emisión de los compuestos volátiles, por parte de las plantas infectadas, que es percibida por las plantas del centro de la caja (no infectadas).

Increíble ¿verdad?, quien nos iba a decir que unos seres que pasan tan desapercibidos por nosotros podían llegar a ser tan complejos.

 



5 Comentarios

  1. Preguntaron a John Naka, un artista americano famoso por los bonsais que creó, si le hablaba a sus bonsais. Contestó que no era tan presuntuoso, que él se contentaba con escucharles.

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