A l'esquerra una planta de Arabidopsis en fase de floració i a la dreta una planta afectada per GPA que ja ha parat de produir. /CSIC
Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que trabajan
en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del CSIC
y la Universitat Politècnica de València, han descubierto el mecanismo molecular que
controla el momento en el que las plantas anuales o monocárpicas mueren una vez han
cumplido su ciclo reproductivo. Los resultados del trabajo han sido publicados en la
revista Nature Communications.
Según su estrategia reproductiva, las plantas se pueden dividir en policárpicas, que son
aquellas que florecen y producen semillas varias veces a lo largo de su ciclo de vida,
como los cítricos; y monocárpicas, que se caracterizan por un único episodio
reproductivo antes de la muerte. Existen muchas plantas monocárpicas de interés
agronómico como el trigo, la cebada, los guisantes y las judías, entre otros.
Cristina Ferrándiz, investigadora del CSIC en el IBMCP, explica que “en las plantas
monocárpicas, la actividad de los meristemos, las células responsables del crecimiento
vegetal, se detiene coordinadamente después de la producción de un número
determinado de frutos. Este proceso se denomina parada global de la proliferación o
GPA por sus siglas en inglés y precede a la muerte de la planta. Se piensa que esta
estrategia sirve para optimizar la asignación de los recursos disponibles para la
producción de semillas, pero se desconocían los mecanismos moleculares que
desencadenaban el proceso”.
Los investigadores del IBMCP han identificado mutantes de la planta modelo
Arabidopsis thaliana que mostraban retraso en el GPA, es decir, que producían muchos
más frutos antes de parar su crecimiento y entrar en senescencia. “Hemos descubierto
que un gen relacionado con la floración y el desarrollo de los frutos, el gen FRUITFULL, tiene un papel clave en la parada global de la proliferación ya que, cuando no se expresa,
el GPA se retrasa y la producción de frutos aumenta”, aclara Ferrándiz.
El gen FRUITFULL afecta directa y negativamente la expresión del gen APETALA2 en el
meristemo apical del tallo, a partir del cual se originan las flores y los frutos, y
consecuentemente a la expresión del gen WUSCHEL, esencial para el mantener activo el
meristemo. En ausencia de FRUITFULL o cuando aumenta la actividad de APETALA2, la
vida de la planta y su fase productiva se alargan. “Hemos identificado un mecanismo
molecular que regula cuándo se produce el GPA en Arabidopsis en función de su edad,
y por tanto la duración de la fase reproductiva de la planta, de su ciclo vital y la
producción total de frutos”, concluye Ferrándiz.
Los resultados de este trabajo, en el que también han participado la University of
California (EE.UU.) y la Wageningen University and Research (Países Bajos), podrían
servir para alargar la vida y aumentar significativamente la producción de cultivos de
interés agronómico como la mayoría de especies de leguminosas o cereales, ya que
estos genes están presentes y parecen actuar de un modo similar en estas especies. El
grupo de investigación del IBMCP ya está trabajando en desarrollar estas potenciales
aplicaciones biotecnológica con resultados preliminares prometedores.
Vicente Balanzà, Irene Martínez-Fernández, Shusei Sato, Martin F Yanofsky, Kerstin Kaufmann, Gerco C
Angenent, Marian Bemer y Cristina Ferrándiz. Genetic control of meristem arrest and life span in
Arabidopsis by a FRUITFULL APETALA2 pathway. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-018-
03067-5.

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