Un nuevo estudio del laboratorio del Instituto Nara de Ciencia y Tecnología NAIST Profesor Taku Demura muestra cómo la luz modula la expresión de tres genes cruciales para la formación de xilema en cotiledones hojas embrionarias de plantas. El xilema es la estructura a través de la cual el aguaatraviesa todo el cuerpo de la planta y el tipo más conocido es la madera. Los hallazgos, que se pueden leer Fisiología vegetal , brinde información sobre cómo se puede controlar la expresión génica para mejorar o retrasar artificialmente el crecimiento de las plantas.
A diferencia de las células animales, las células vegetales tienen paredes celulares. La pared celular primaria es delgada y flexible, mientras que la pared celular secundaria es gruesa y rígida. En el xilema, la pared celular secundaria es responsable de la resistencia mecánica. Con respecto a la formación de xilema,El profesor Demura, que estudia cómo el medio ambiente afecta el crecimiento de las plantas a nivel molecular, está interesado en un grupo específico de genes.
"Los genes NAC-DOMINIO RELACIONADOS CON VASCULARES VND son responsables de la formación de xilemas. Se desconocen las funciones precisas de los diferentes genes VND en los tejidos de xilema de diversos órganos", dice.
Hay 7 genes VND en la planta modelo, Arabidopsis. Para investigar el papel de cada uno en el desarrollo del xilema, el laboratorio Demura diseñó el sistema KDB, que utiliza hormonas vegetales para estimular el desarrollo del xilema. Utilizando este sistema y una serie de mutaciones VND, los científicos descubrieron que VND1, VND2 y VND3 son genes clave para el desarrollo de xilemas en los cotiledones, pero, curiosamente, solo en entornos específicos.
"Los mutantes triples VND1-VND2-VND3 mostraron defectos graves en la formación de xilemas cuando los cotiledones se cultivaron en la oscuridad. Encontramos poco efecto cuando los cotiledones se cultivaron en la luz", dice Demura.
Las diferentes respuestas del xilema sugieren que VND4 a VND7 fueron compensatorias por la pérdida de VND1-VND2-VND3 en la luz, pero no en la oscuridad, lo que indica que el ambiente tiene un profundo efecto en la expresión génica. Esta conclusión es consistente con otros estudiosque han encontrado cambios en la expresión de VND con infección por hongos o salinidad del suelo.
Al aclarar las funciones que los genes y los grupos de genes tienen en el crecimiento de las plantas, Demura apunta a bioingeniería de nuevos cultivos para la alimentación y la energía.
"Estamos estudiando mecanismos moleculares para controlar la tolerancia de las plantas al medio ambiente para mejorar el crecimiento", dice.
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Materiales proporcionados por Instituto Nara de Ciencia y Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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