Nueva técnica para visualizar la estructura radicular de vegetales para optimizar cultivos y productividad

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(CORDIS) Investigadores de la Universidad de Nottingham (Reino Unido) han diseñado una técnica innovadora que permite estudiar las raíces de las plantas. Los resultados de su trabajo, publicados en la revista Plant Physiology, darán lugar a mejores técnicas de fitogenética con las que obtener nuevas variedades de cultivos y mayores tasas de productividad.

Este nuevo método está basado en la misma tecnología de rayos X que se emplea en las exploraciones de tomografía computarizada (TAC) habituales en hospitales. Integra un nuevo software de análisis de imagen que permite distinguir automáticamente entre las raíces de plantas y otros materiales del suelo.

Los investigadores, pertenecientes al Centro de Biología Integrativa Vegetal (CPIB, Reino Unido), probaron la técnica en raíces de plantas del maíz, el trigo y el tomate. Con ella estudiaron la arquitectura (es decir, la forma y el patrón de ramificación) de las raíces en el subsuelo empleando tomografía computarizada de rayos X a microescala (micro-TAC). Seguidamente, introdujeron la información obtenida en el programa de nueva factura RooTrak, con el que pudieron diferenciar entre raíces y otros elementos del suelo.

«Esta técnica representa un avance de suma importancia», aseguró el Dr. Sacha Mooney, experto en física del suelo de la Facultad de Biociencias de la Universidad de Nottingham (Reino Unido). «El uso del TAC de rayos X para visualizar raíces ha sido limitado porque, sencillamente, no podía verse una gran parte de la estructura radicular. RooTrak nos ha permitido superar esta deficiencia y abre la posibilidad de aprovechar esta tecnología para indagar en formas de manipular plantas y suelos y así aumentar la seguridad alimentaria.»

Este innovador programa informático obtiene una serie de cortes transversales virtuales del suelo en el que se alojan las raíces. Según informaron los investigadores, RooTrak trata cada corte transversal como si de un fotograma cinematográfico se tratase. Las raíces que aparecen en cada fotograma se tratan como objetos en movimiento que pueden rastrearse. El software distingue entre raíz, agua y elementos orgánicos del suelo, solucionando así inconvenientes de otras técnicas. Esta nueva técnica muestra la arquitectura de las raíces de manera detallada y precisa y en tres dimensiones.

«El tratamiento de los datos del micro-TAC como una secuencia de imágenes resuelve los problemas causados por las variaciones que se dan en la apariencia de las raíces vegetales y por la similitud de algunas raíces con el suelo que las rodea», aclaró Tony Pridmore, responsable de información del CPIB y especialista en software de rastreo y análisis. «Es un logro importante porque permite extraer descripciones de la arquitectura radicular de manera rápida y objetiva.»

El profesor Malcolm Bennet, también del CPIB, especialista en biología radicular, añadió: «La arquitectura de la raíz influye de manera determinante en la absorción de agua y nutrientes. Un impedimento crucial para el análisis genético de la arquitectura radicular de los cultivos era la incapacidad de obtener imágenes de las raíces en vivo. Pero ahora esto es posible gracias a los recientes avances en micro-TAC y al software RooTrak logrados en la Universidad de Nottingham.»

El equipo de esta universidad recibió una subvención para investigadores avanzados (Advanced Investigator Grant) del Consejo Europeo de Investigación (CEI) por valor de 3,5 millones de euros al amparo del Séptimo Programa Marco (7PM) de la UE.

Próximamente este software y una innovadora técnica de imagen basada en micro-TAC se aplicarán para obtener imágenes de las raíces del trigo y seleccionar nuevas variedades que presentan eficiencias óptimas en la absorción del agua y los nutrientes.

El nuevo proyecto será dirigido por el CPIB y contará con el concurso de especialistas de Australia, Europa y México

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