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Caracterización integral de la estructura vascular en plantas.

Caracterización integral de la estructura vascular en plantas.
Células vasculares aisladas de Arabidopsis; Las células del parénquima del floema están marcadas en cian. Crédito: HHU / Ji-Yun Kim

La vasculatura de las hojas de las plantas juega un papel clave en el transporte de los solutos desde donde se producen, por ejemplo, desde las células vegetales que impulsan la fotosíntesis, hasta donde se almacenan o utilizan. 


por la Universidad Heinrich-Heine de Duesseldorf


Los azúcares y aminoácidos se transportan desde las hojas hasta las raíces y las semillas a través de las vías conductoras del floema.

El floema es la parte del tejido de las plantas vasculares que comprende los elementos del tamiz, donde tiene lugar la translocación real, y las células acompañantes , así como las células del parénquima del floema. Las venas de las hojas constan de al menos siete tipos de células distintos, con funciones específicas en el transporte, el metabolismo y la señalización.

Se sabe poco sobre las células vasculares de las hojas, en particular el parénquima del floema. Dos equipos de estudiantes de la cátedra Alexander von Humboldt de Düsseldorf y Tübingen, un colega de Champaign Urbana en Illinois, EE. UU., Y un catedrático de bioinformática de Düsseldorf han presentado el primer análisis completo de las células vasculares en las hojas del berro de thale (Arabidopsis thaliana) utilizando secuenciación de células individuales.

El equipo dirigido por la profesora Alexander von Humboldt, la Dra. Marja Timmermans de la Universidad de Tübingen, fue el primero en utilizar la secuenciación de células individuales en plantas para caracterizar las células de la raíz. En colaboración con el grupo del Prof. Timmermans, los investigadores del profesor Dr. Wolf Frommer de Alexander von Humboldt en Düsseldorf lograron por primera vez aislar células vegetales para crear un atlas de todas las moléculas de ARN reguladoras (el transcriptoma) de la vasculatura foliar. Pudieron definir el papel de las diferentes células analizando las vías metabólicas.

Entre otras cosas, el equipo de investigación demostró por primera vez que la transcripción de los transportadores de azúcares (SWEET) y aminoácidos (UmamiT) se encuentran en las células del parénquima del floema que transportan estos compuestos desde donde se producen hasta el sistema vascular. Posteriormente, los compuestos se importan activamente en el complejo de células compañeras del elemento tamiz a través del segundo grupo de transportadores (SUT o AAP) y luego se exportan desde la hoja de origen.

Estas extensas investigaciones involucraron colaboraciones cercanas con investigadores de bioinformática de HHU en el grupo de trabajo del Prof. Dr. Martin Lercher. Juntos pudieron determinar que el parénquima del floema y las células acompañantes tienen vías metabólicas complementarias y, por lo tanto, están en condiciones de controlar la composición de la savia del floema.

El primer autor y líder del grupo de trabajo, el Dr. Ji-Yun Kim de HHU, explica: «Nuestro análisis proporciona conocimientos completamente nuevos sobre la vasculatura de las hojas y el papel y la relación de los tipos de células de las hojas individuales». El profesor Frommer, director del instituto, añade: «La cooperación entre los cuatro grupos de trabajo hizo posible el uso de nuevos métodos para comprender por primera vez las células importantes en las vías de las plantas y, por lo tanto, obtener una base para una mejor comprensión del metabolismo de las plantas. «


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