Nutrición vegetal
El carbono, el hidrógeno y el oxígeno son los nutrientes básicos que las plantas reciben del aire y el agua. Justus von Liebig demostró en 1840 que las plantas necesitaban nitrógeno, potasio y fósforo. La ley del mínimo de Liebig establece que el crecimiento de una planta está limitado por la deficiencia de nutrientes. El cultivo de plantas en medios distintos del suelo fue utilizado por Arnon y Stout en 1939 para demostrar que el molibdeno era esencial para el crecimiento del tomate.
Estrés abiótico
El estrés por sequía, definido como un déficit de agua que ocurre naturalmente, es una de las principales causas de pérdidas de cultivos en el mundo agrícola. Esto se debe a la necesidad de agua en muchos procesos fundamentales del crecimiento de las plantas. Se ha vuelto especialmente importante en los últimos años encontrar una forma de combatir el estrés por sequía. Es muy probable que en el futuro se produzca una disminución de las precipitaciones y el consiguiente aumento de la sequía debido a un aumento del calentamiento global. Las plantas han ideado muchos mecanismos y adaptaciones para tratar de lidiar con el estrés por sequía. Una de las principales formas en que las plantas combaten el estrés por sequía es cerrando sus estomas. Una hormona clave que regula la apertura y el cierre de los estomas es el ácido abscísico (ABA). La síntesis de ABA hace que el ABA se una a los receptores. Esta unión luego afecta la apertura de los canales iónicos, lo que disminuye la presión de turgencia en los estomas y hace que se cierren. Estudios mostraron cómo aumentaron los niveles de ABA en plantas estresadas por sequía. Demostraron que cuando las plantas se colocaban en una situación estresante, producían más ABA para tratar de conservar el agua que tenían en sus hojas. Otro factor extremadamente importante para hacer frente al estrés por sequía y regular la absorción y exportación de agua son las acuaporinas (AQP). Los AQP son proteínas integrales de membrana que forman canales. La función principal de estos canales es el transporte de agua y otros solutos necesarios. Los AQP están regulados transcripcionalmente y postranscripcionalmente por muchos factores diferentes como ABA, GA3, pH y Ca y los niveles específicos de AQP en ciertas partes de la planta, como raíces u hojas, ayudan a atraer tanta agua a la planta como posible. Al comprender tanto el mecanismo de los AQP como la hormona ABA, los científicos estarán en mejores condiciones de producir plantas resistentes a la sequía en el futuro.