por Botanical Society of America
Las plantas no pueden huir para evitar que las coman, por lo que emplean una variedad de defensas químicas para mantener a raya a los herbívoros. Comprender las defensas químicas de las plantas es fundamental para mantener los cultivos sanos y para responder a una variedad de preguntas más académicas sobre ecología y evolución. Sin embargo, las técnicas actuales para evaluar las defensas químicas de las plantas consumen mucho tiempo y requieren, de manera poco práctica, grandes cantidades de tejido vegetal. En una investigación presentada en un número reciente de Aplicaciones en Ciencias de las plantas, el Dr. Chandra Jack y sus colegas idearon una nueva técnica para evaluar las defensas químicas de las plantas que es menos laboriosa y más práctica para una variedad de aplicaciones experimentales.
Los métodos tradicionales de medición de compuestos de defensa utilizan la luz para medir diferentes sustancias químicas en las hojas utilizando un aparato llamado espectrofotómetro. Estos métodos requieren grandes muestras de tejido, lo que significa que se deben agrupar varias hojas, colapsando una variación significativa. La técnica reportada aquí, usando un lector de microplacas, detectó actividad en muestras menores de 10 mg, o el 2% del peso de la muestra de tejido tradicional.
«Una de las mayores limitaciones es la cantidad de tejido que se necesita para los ensayos basados en espectrofotómetros tradicionales», dijo el Dr. Jack, autor principal del estudio. «Ahora, debido a que los investigadores no tienen que combinar hojas de una sola planta, pueden explorar mejor las respuestas localizadas versus sistémicas, o monitorear la respuesta individual de la planta a lo largo del tiempo… Nos permite medir la variación a nivel de población y analizar la influencia del entorno en los genes.»
«La otra limitación es el tiempo necesario para llevar a cabo estos experimentos», dijo el Dr. Jack. La enorme cantidad de mano de obra y tiempo necesarios para llevar a cabo ensayos utilizando métodos espectrofotométricos ponen serias restricciones en el número de muestras que se pueden evaluar. Esto limita los diseños experimentales factibles y, en consecuencia, los tipos de preguntas que uno puede esperar responder. Además, tanto el tiempo como la demanda de tejidos de los métodos tradicionales dificultan la repetición de una muestra o la reproducción de un resultado. En este estudio, los investigadores fueron capaces de realizar un conjunto de ensayos que normalmente tomarían 41 horas en solo seis horas.
La defensa química de las plantas es compleja, e implica la producción de múltiples compuestos a la vez. Mientras que las técnicas tradicionales requieren extracciones separadas para analizar cada clase de compuestos de defensa, la técnica presentada aquí utiliza tampones y protocolos de preparación consolidados para extraer múltiples compuestos a la vez. Esto hace que sea práctico medir una gama más amplia de respuestas químicas, proporcionando una imagen más matizada y de mayor resolución de la defensa de las plantas. «Las plantas producen tantos metabolitos y enzimas secundarios en respuesta al ataque de los herbívoros, que la historia de las defensas de las plantas no está completa a menos que analice múltiples compuestos», dijo el Dr. Jack.
El método que se presenta aquí, en el que los tampones de preparación de muestras se consolidan y las muestras se ejecutan simultáneamente en una microplaca, reduce enormemente el tiempo y los gastos de ensayo de compuestos de defensa. «Para nosotros era un caso de necesidad ser la madre de la invención», dijo el Dr. Jack. «Estaba planeando montar un experimento…y no podía encontrar ensayos de alto rendimiento para lograr lo que se necesitaba.»Pero al desarrollar esta técnica, los autores abrieron vías de investigación sobre las defensas de las plantas para otros. Los investigadores ahora pueden investigar múltiples compuestos de defensa a la vez, observar respuestas localizadas y sistémicas, comparar una muestra más grande de individuos y replicar sus hallazgos de manera mucho más factible que antes.
«Originalmente, esto no iba a ser un proyecto independiente», dijo el Dr. Jack. «Sin embargo, al revisar la literatura e invertir tanto tiempo en el protocolo, nos dimos cuenta de que esto sería útil para la comunidad científica y podría impactar en muchos campos diferentes.»
Más información: Chandra N. Jack et al, Un método de alto rendimiento para analizar múltiples compuestos defensivos de plantas en masa de muestra minimizada, Aplicaciones en Ciencias de plantas (2019). DOI: 10.1002 / aps3. 1210
Información de la revista: Aplicaciones en Ciencias Vegetales
Proporcionado por Botanical Society of America