El Brassicaceae la familia de plantas cuenta con una asombrosa diversidad de formas de frutas. Pero incluso en esta empresa cosmopolita, las vainas de semillas en forma de corazón de Capsella el género se destaca
Hace aproximadamente 8 millones de años Capsella se embarcó en una vía evolutiva diferente a la de sus parientes cercanos Arabidopsis y Camelina.
Esto llevó a formas radicalmente diferentes en los frutos que en estas plantas forman vainas que encierran las semillas antes de la dispersión o dehiscencia. Los frutos de Arabidopsis son cilíndricos, los de Camelina son esféricos, mientras que Capsella sigue conspicuamente su propio corazón.
La mayor parte de la diversidad en Brassicaceae ocurre en una parte de la fruta llamada valvas o paredes de las vainas de semillas. Pero hasta ahora no estaba claro qué mecanismos se encontraban detrás de estas diferencias.
Investigación, publicada hoy en la revista Biología actual descubre los procesos clave involucrados en este viaje genético y ofrece evidencia de cómo y por qué ocurren estas formas.
El equipo del Centro John Innes utilizó tecnología de edición de genes, plantas transgénicas y técnicas de informes moleculares para demostrar que un gen bien caracterizado llamado INDEHISCENT IND se encuentra en el centro del asunto.
En la planta modelo Arabidopsis, este gen se expresa localmente solo en tiras de células que regulan la dispersión de semillas o la rotura de las vainas.
adentro Capsella , los experimentos aquí muestran que IND ha expandido su expresión local en la parte superior de las válvulas, los hombros que le dan a la planta sus frutos característicos en forma de corazón. Las líneas mutantes editadas genéticamente sin el gen IND mostraron hombros significativamente reducidos en comparación con las plantas silvestrestipo.
Estudios anteriores demostraron que IND regula la hormona del crecimiento vegetal auxina. Aquí el equipo utilizó dos genes indicadores con etiquetas fluorescentes que resaltaban puntos distintos o máximos de auxina en los hombros gemelos de Capsella vainas en forma de corazón. Sin embargo, estos máximos estaban ausentes en plantas sin actividad IND.
"Entonces, podemos decir claramente que IND es importante para Capsella la forma de la fruta y media sus efectos regulando directamente la biosíntesis de auxina en estas vainas para pilotar el crecimiento hacia estos picos ", explica el profesor Lars Ostergaard del Centro John Innes, autor del estudio.
"Eso es lo que hace que este estudio sea tan emocionante. No solo hemos descubierto que la IND tiene al menos un papel parcial en la creación de la forma, sino que también hemos descubierto qué hace el gen en el tejido que permite que se forme esta forma.," él añade.
¿Pero por qué han evolucionado estas formas misteriosas en los últimos 8 millones de años? "De los carbonos y azúcares que se producen en la vaina a partir de la luz solar capturada durante la fotosíntesis, aproximadamente el 50 por ciento se destina al cultivo de las semillas. Entonces, podríamos imaginar una evoluciónborde para Capsella debido a su forma más grande y plana ", dice el profesor Ostergaard.
El Brassicaceae la familia incluye una gran cantidad de cultivos domésticos económicamente importantes como la colza y es posible que estos últimos hallazgos en Capsella podría encontrar expresión en los cultivos comerciales del mañana :
"Al utilizar este conocimiento fundamental y traducirlo en el cultivo comercial, es posible que podamos crear un dosel de colza más denso con una superficie de vaina más grande para que las semillas crezcan más y aumenten los rendimientos", dice el profesor Ostergaard.
Los hallazgos respaldan un número creciente de estudios en biología del desarrollo que muestran que los cambios en la secuencia de ADN reguladora en genes de control clave como IND pueden conducir a diversos patrones de expresión responsables de cambios en la forma de los órganos tanto en la evolución natural como en la domesticación de cultivos.
Los hallazgos completos se informan en el documento: Diversificación regulatoria de INDEHISCENTE en el Capsella el género dirige la variación en la morfología de la fruta - Biología actual
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro John Innes . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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