Washington, DC
November 21, 2008
Agricultural Research Service, USDA
By Ann
Perry
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Sample of variation in the TARS sorghum collection.
Cuatro tipos diferentes de sorgo.
Photo by Peggy Greb. |
A gene that protects sorghum
from aluminum in acidic soils has been identified by an
Agricultural Research Service
(ARS) scientist and cooperators.
Acidic soils, which are found
around the world, often have aluminum levels that are toxic to
food plants such as sorghum. This finding could help plant
breeders develop sorghum varieties that can be grown by
subsistence farmers who depend on this grain crop for survival.
Plant physiologist
Leon Kochian leads the
ARS Robert W. Holley Center for Agriculture and Health in
Ithaca, N.Y. For this research, he collaborated with Jurandir V.
Magalhaes, a scientist with
Embrapa Maize and Sorghum, a branch of the
Brazilian Agricultural
Research Corporation (EMBRAPA), Brazil’s federal
agricultural research agency.
Aluminum tolerance in wheat is
regulated by the aluminum-tolerance gene ALTM1. When
ALTM1 is activated, it triggers the release of malic acid,
which bonds with the aluminum and neutralizes its toxic effect.
The research team found a gene
in sorghum that protects the plant from soil aluminum via
mechanisms that closely parallel ALTM1’s activity in
wheat. In sorghum, the aluminum tolerance gene prompts the
release of citric acid, which also binds to soil aluminum. But
this sorghum transporter—dubbed SbMATEis not related to
the ALMT1 transporter protein.
The team found that activity of
SbMATE is activated in the roots of aluminum-tolerant
sorghum only when aluminum is present in the soil. Under these
conditions, SbMATE is most highly expressed in the first
centimeter of the tip of the root. This optimizes the ability of
the transporter to neutralize the aluminum and protect the
sensitive root tip.
ARS and EMBRAPA researchers are
now engaged in collaborative projects with plant breeders in
Africa to develop aluminum-tolerant sorghum varieties for
cultivation in African soils.
Read more about this
research in the November/December 2008 issue of Agricultural
Research magazine.
ARS is a scientific research
agency in the U.S. Department of
Agriculture.
Un gen que protege el sorgo
contra el aluminio en los suelos ácidos ha sido identificado por
un científico del
Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y sus
colaboradores.
Los suelos ácidos, los cuales
se encuentran alrededor del mundo, a menudo tienen niveles altos
de aluminio que son tóxicos a las plantas alimenticias tales
como el sorgo. Este hallazgo podría ayudar a los criadores de
plantas a desarrollar variedades de sorgo que pueden ser
cultivadas por granjeros de subsistencia que dependen de este
cultivo cereal para su propia supervivencia.
El fisiólogo de plantas
Leon Kochian dirige el
Centro Robert W. Holley de Agricultura y Salud mantenido por el
ARS en Ithaca, Nueva York. Para esta investigación, él
colaboró con Jurandir V. Magalhaes, un científico con
Embrapa Maíz y
Sorgo, parte de la Empresa
Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA por sus siglas
en inglés), la agencia federal de investigación agrícola de
Brasil.
La tolerancia del trigo al
aluminio es regulada por un gen llamado ALTM1. Cuando se activa
ALTM1, este gen estimula el lanzamiento del ácido málico, el
cual se ata con el aluminio y neutraliza su efecto tóxico.
El grupo de investigación
descubrió un gen en el sorgo que protege la planta contra el
aluminio del suelo por mecanismos muy similares a la actividad
de ALTM1 en el trigo. En el sorgo, el gen de la tolerancia al
aluminio incita el lanzamiento del ácido cítrico, el cual
también se ata con el aluminio. Pero este gen, llamado SbMATE,
no es relacionado con ALTM1.
El grupo descubrió que la
activad de SbMATE comienza en las raíces del sorgo tolerante al
aluminio solamente cuando el aluminio está presente en el suelo.
Bajo estas condiciones, la mayoría de la expresión de SbMATE
ocurre en el primer centímetro del punto de la raíz. Esta
especialización optimiza la capacidad de SbMATE de neutralizar
el aluminio y proteger el punto delicado de la raíz.
Investigadores con el ARS y
EMBRAPA ahora están colaborando en proyectos con criadores de
plantas en África para desarrollar variedades del sorgo
tolerantes al aluminio para cultivación en los suelos africanos.
Lea más sobre esta
investigación en la revista 'Agricultural Research' de
noviembre/diciembre del 2008.
ARS es una agencia de
investigaciones científicas del
Departamento de
Agricultura de EE.UU. |
