Una nueva herramienta desarrollada por científicos del ARS y de la Universidad de Cornell ayuda a los investigadores a observar más rápidamente y en tres dimensiones el crecimiento de la arquitectura de las raíces de plantas, tales como esta planta de arroz 'Azucena'.

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Nueva herramienta para estudiar las raíces

Por Dennis O'Brien
19 de febrero de 2013

Un científico del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y su colega de la Universidad de Cornell han desarrollado una nueva herramienta para estudiar el desarrollo de las raíces de plantas en el suelo.

El sistema para producir imágenes en tres dimensiones, junto con software, fue desarrollado por Leon V. Kochian con el ARS en Ithaca, Nueva York, y Randy T. Clark de la Universidad de Cornell. Este sistema les permite a los científicos a recopilar datos sobre el sistema de raíces, también conocido como el sistema radicular, más rápidamente que antes, y estudiar la arquitectura de las raíces en detalles sin precedentes. El sistema radicular tiene un papel crítico en la salud del cultivo, y semejante a cualquier estructura, las raíces tienen su propia arquitectura.

El sistema se llama 'RootReader3D'. Este sisteme les provee a los científicos la capacidad de analizar la estructura de las raíces y sus patrones de crecimiento, comparar los diferentes sistemas radiculares, y mapear genéticamente y explorar los rasgos que ayudan a las raíces a extenderse en el suelo para colectar agua, fósforo y otros nutrientes.

Kochian es director del Centro Robert W. Holley de Agricultura y Salud mantenido por el ARS en Ithaca, y Clark es un estudiante de doctorado en el laboratorio de Kochian. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés), y esta investigación apoya la prioridad del USDA de promover la seguridad alimentaria internacional.

Algunos sistemas previos permitieron la producción de imágenes en tres dimensiones de los sistemas radiculares creciendo en geles, pero esos sistemas tomaron hasta una hora para colectar los datos suficientes para producir una sola imagen en tres dimensiones. Con el sistema RootReader3D, los científicos pueden producir imágenes de más de 100 sistemas radiculares cada día, proveyendo la información necesitada para realizar experimentos relacionados con la genética de las plantas.

Para probar su sistema, los investigadores cultivaron dos diferentes variedades de arroz, llamadas 'Azucena' y 'IR64', en los geles transparentes y observaron el crecimiento de las raíces con imágenes de las plantas y sus raíces por 10 días. Los investigadores descubrieron que pudieron delinear más detalles que antes en los sistemas radiculares. 'Azucena' tuvo raíces más profundas que las de 'IR64', el cual recibió el riego, y los dos sistemas radiculares fueron significativamente diferentes en su cantidad de masa, la distribución del volumen de las raíces, y la posición vertical de la masa central del sistema radicular.

Estos resultados fueron publicados en la revista 'Plant Physiology' (Fisiología de Plantas) de junio del 2011.

Los investigadores esperan que los datos recopilados con RootReader3D ayudarán a los científicos a identificar los genes que controlan los rasgos importantes del desarrollo de las raíces. El objetivo es ayudar a los criadores de plantas a desarrollar nuevas variedades de arroz y otros cultivos que tienen raíces mejor adaptadas para tolerar la sequía, las temperaturas altas, el suelo de baja calidad, y otros factores del estrés.

Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de febrero del 2013.