Mucilagos 2021
IntroducciónLa producción de mucílago por parte de las semillas y/o frutos (diásporas) de muchas angiospermas es un fenómeno muy extendido conocido como mixodiasporia [1,2]. El mucílago es producido por las células secretoras de mucílago (MSCs) que son una parte integradora de la cubierta de la semilla/fruto. La formación de una envoltura gelatinosa alrededor de la semilla se debe a la liberación de mucílago como resultado de la hidratación [3, 4]. La capacidad de formar el mucílago es una adaptación de la planta, especialmente a los hábitats particularmente secos o perturbados o para las plantas con un ciclo de vida corto. Desempeña un papel importante en la regulación de la germinación, en la adhesión al suelo o en la promoción de la dispersión [5,6,7].
Debido a las propiedades higroscópicas del mucílago, éste absorbe y mantiene el agua alrededor de la semilla y establece condiciones favorables para la germinación [8,9,10]. La capacidad de imbibición del mucílago depende de la cantidad de mucílago depositada en las MSC. El aumento de la masa de la semilla tras la hidratación y la formación de mucílago puede variar, por ejemplo, de 3,22 veces en Linum usitatissimum (con una pequeña cantidad de mucílago) [6] a 167 en Alyssum minus o incluso hasta 589 veces en Artemisia sphaerocephala (con una gruesa capa de mucílago) [11,12]. La envoltura de mucílago proporciona un mejor contacto de la semilla con el suelo y, por lo tanto, también una mejor absorción de agua en comparación con las semillas no mucilaginosas [5]. Se ha observado que la presencia de la envoltura de mucílago se asocia a menudo con mayores porcentajes de germinación, sin embargo, este efecto puede ser también específico de cada especie y estar influenciado por algunos factores físicos que afectan a la tasa de germinación [11,13]. La capa de mucílago puede actuar como una barrera física para el exceso de agua y la difusión de oxígeno y, por tanto, impedir la germinación, por ejemplo, en condiciones desfavorables [5,11,13].
Usos del mucílago
El mucílago está recibiendo cada vez más atención debido a sus supuestos efectos en el crecimiento de las plantas, pero hasta ahora no existe ningún método para medir su distribución espacial en la rizosfera. Hemos comprobado si la señal C-H relacionada con los ácidos grasos del mucílago es detectable mediante espectroscopia infrarroja y si este método puede utilizarse para determinar la distribución espacial del mucílago en la rizosfera. Las plantas de maíz se cultivaron en rizoboxes rellenos de suelo libre de materia orgánica. Se realizaron mediciones infrarrojas a lo largo de transectos perpendiculares y axiales a los canales de las raíces. Los gradientes perpendiculares de las proporciones de C-H mostraron una disminución de C-H con el aumento de la distancia: A 0,8 mm del centro de la raíz las señales de C-H alcanzaron un nivel cercano a cero. Las concentraciones de mucílago medidas fueron comparables con los resultados obtenidos en estudios anteriores, lo que anima a utilizar la espectroscopia infrarroja para obtener imágenes cuantitativas del mucílago en la rizosfera.
La rizosfera es el volumen de suelo que rodea a las raíces y juega un papel crucial para la adquisición de nutrientes y agua por parte de las plantas (Gregory, 2006; Neumann et al., 2009). Los compuestos orgánicos (rizodepósitos) se liberan a través de la raíz en la rizosfera en diferentes formas químicas y pueden tener efectos positivos en el crecimiento de las plantas (Jones et al., 2009). El mucílago es uno de esos compuestos y constituye entre el 2 y el 12% del total de rizodepósitos (Dennis et al., 2010 y sus referencias). El mucílago es una sustancia parecida a un gel y se desprende de las células del capuchón de la raíz (Figura 1). Sus principales componentes son polisacáridos (~ 94%), proteínas (1-5%) y fosfolípidos (Oades, 1978; Bacic et al., 1986; Read et al., 2003; Jones et al., 2009; Carminati y Vetterlein, 2013).
Beneficios del mucílago
Las hierbas mucilaginosas derivan sus propiedades de los polisacáridos que contienen. Estos polisacáridos tienen un sabor suave y resbaladizo y se hinchan en el agua, produciendo una masa gelatinosa que puede utilizarse para calmar y proteger los tejidos irritados del cuerpo, como la piel seca e irritada y las membranas mucosas doloridas o inflamadas.
Desde el punto de vista terapéutico, el mucílago puede reducir la irritación intestinal, la absorción de toxinas, la tos y los espasmos bronquiales y urinarios. El mucílago también puede aumentar la expectoración, y se utiliza como agente laxante voluminoso que puede «abultarse» con la adición de agua para iniciar suficientemente el peristaltismo y evacuar los intestinos.
Ver más
ResumenLa cubierta de la semilla de Arabidopsis está compuesta por dos capas de mucílago, una capa exterior no adherente soluble en agua y una capa interior adherente. El mucílago no adherente puede extraerse fácilmente mediante una agitación suave. Sin embargo, el mucílago adherente es extremadamente difícil de disociar de la cubierta de la semilla. A pesar de los diversos tratamientos para extraer el mucílago adherido, como el EDTA, el oxalato de amonio, el álcali diluido o los lavados ácidos, la mayor parte permanece en la cubierta de la semilla. Aquí mostramos por primera vez la extracción de casi todo el mucílago adherido de la cubierta de la semilla de Arabidopsis. Nuestros resultados demuestran que el tratamiento ultrasónico fue capaz de extraer el mucílago adherido de forma efectiva en 20 segundos. El mucílago adherente, al igual que el no adherente, se compone principalmente de ramnogalacturonano I (RG I). El contenido de celulosa cristalina en el mucílago adherente se midió en 3,7 mg g-1 de semilla seca. En comparación con el mucílago no adherente, el mucílago adherente presenta niveles relativamente estables de azúcar bajo diversas condiciones ambientales. En todos los casos, el mucílago adherente mostró niveles más altos de azúcar que el mucílago no adherente. El remanente de la pared celular podría asociarse con el mucílago adherente, lo que podría impedir la extracción del mucílago adherente. Nuestros resultados muestran que el tratamiento ultrasónico es un método eficaz para la extracción rápida del mucílago adherente de Arabidopsis con poco esfuerzo.