Científicos de la Academia de Ciencias de China generaron plantas transgénicas que sobre expresan un grupo de proteínas que inducen una respuesta positiva frente a la deficiencia de hierro en la planta, aumentando sus niveles y manteniendo una fertilidad normal.
Academia de Ciencias de China / 22 de julio, 2022.- La carencia de hierro (Fe) se ha convertido en uno de los factores que limitan la calidad y la productividad de las plantas en todo el mundo. Recientemente se ha informado de que IMA (IRONMAN), una familia de pequeños péptidos, desempeña un papel positivo en la respuesta a la deficiencia de hierro en la planta modelo Arabidopsis y arroz (Oryza sativa). Se han identificado dos genes OsIMA en el arroz. Sin embargo, aún no estaba claro cómo OsIMA1 y OsIMA2 activan la respuesta a la deficiencia de hierro en el arroz.
En un estudio publicado en el Journal of Experimental Botany, los investigadores del Jardín Botánico Tropical de Xishuangbanna (XTBG) de la Academia China de Ciencias demostraron que IMA regula positivamente la homeostasis del hierro al interactuar con las OsHRZ (Haemerythrin Motif-Containing Really Interesting New Gene and Zinc-Finger Proteins), y que un péptido IMA artificial derivado de OsPRI1 es útil para el bioenriquecimiento del hierro en el arroz.
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Para verificar si OsIMA1 y OsIMA2 interactúan con OsHRZ1 y OsHRZ2, los investigadores llevaron a cabo ensayos de hibridación en levadura. Descubrieron que las OsIMAs interactúan físicamente con las OsHRZs en las células vegetales y que las regiones C-terminales de las OsIMAs contribuyen a las interacciones con las OsHRZs, siendo necesario el último aminoácido A.
Para investigar más a fondo cómo las OsIMAs regulan la respuesta a la deficiencia de hierro, los investigadores generaron plantas transgénicas que sobreexpresan OsIMA1 (OsIMAox), en las que el gen OsIMA1 fue impulsado por el promotor de la ubiquitina del maíz.
Descubrieron que las plantas OsIMA1ox imitan a las plantas mutantes hrz1-2 y que OsHRZ1 y OsHRZ2 promueven la degradación de OsIMAs. La región C-terminal de OsPRIs es necesaria para las interacciones con OsHRZ1 y OsHRZ2.
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Desarrollaron un pequeño péptido artificial, aIMA, que posee la capacidad de interactuar con OsHRZs y puede ser degradado por OsHRZs. De hecho, el aumento de la acumulación de hierro y la fertilidad normal se lograron en las plantas transgénicas que sobreexpresaban los péptidos aIMA. A diferencia del fuerte aumento de la concentración de hierro en las plantas OsIMAox, se detectó un aumento moderado de hierro en las plantas aIMAox.
«La estrategia de IMA artificial puede aplicarse a otras especies vegetales además del arroz. Nuestra exploración de un péptido IMA artificial proporciona una nueva estrategia para el enriquecimiento de hierro en los cultivos», dijo Liang Gang de XTBG.