Botánica, nutrición y genética Estados Unidos Temas

Cómo la misma especie de planta puede programarse para florecer en diferentes momentos en diferentes climas

Cómo la misma especie de planta puede programarse para florecer en diferentes momentos en diferentes climas
Arabidopsis thaliana, huerto en Szczecin, Voivodato de Pomerania Occidental, Polonia. Crédito: Salicyna . Wikimedia Commons / CC-SA-4.0

Los investigadores dirigidos por la profesora Caroline Dean han descubierto la base genética de las variaciones en la respuesta de vernalización que muestran las plantas que crecen en climas muy diferentes, vinculando los mecanismos epigenéticos con el cambio evolutivo.


por John Innes Center


La vernalización es un período de frío prolongado que algunas plantas necesitan antes de florecer.

Esto asegura que solo produzcan flores después de que haya pasado el frío dañino del invierno. La planta debe tener una forma de «recordar» cuánto tiempo frío ha soportado y en 2011 los investigadores descubrieron el mecanismo que utilizan las plantas.

Cuando ha pasado suficiente tiempo en el frío, un interruptor epigenético silencia un gen represor de la floración llamado FLC. Estos cambios epigenéticos luego se transmiten a las células hijas durante el resto del ciclo de desarrollo de las plantas.

Las diferentes plantas tienen diferentes requisitos de vernalización, ya que la duración del frío invernal que experimentan varía según la geografía y el clima .

En una nueva investigación publicada en la revista Science , el equipo del profesor Dean ha descubierto cómo diferentes plantas establecen el nivel en el que se activa este interruptor epigenético.

Observaron una variedad de Arabidopsis thaliana derivada del norte de Suecia (Lov-1) y la compararon con la variedad de referencia «Columbia». Columbia necesita cuatro semanas de frío para activar el interruptor epigenético. La variedad Lov-1 necesita 9 semanas de frío para lograr lo mismo, una variación natural para hacer frente a los inviernos más largos en las latitudes del norte.

Encontraron variación en la secuencia del genoma dentro y alrededor del propio gen FLC. Una combinación de cuatro diferencias genéticas (polimorfismos) entre las dos variedades es responsable de la necesidad de un período de frío más largo.

Los polimorfismos afectan las modificaciones químicas de las proteínas histonas que envuelven el ADN. Estas modificaciones afectan la expresión genética y están detrás de la memoria epigenética. Los cuatro polimorfismos afectan estas modificaciones en el gen FLC, por lo que esto apunta a cómo pueden determinar el punto de conmutación para el silenciamiento del gen.

Se necesita más investigación para determinar exactamente cómo estos polimorfismos contribuyen a la memoria epigenética, ya que el mecanismo en sí aún no se comprende completamente. Este sistema de modelo vegetal es ideal para desentrañar las complejidades de estos mecanismos y cómo se aplican en diferentes organismos.

Esta investigación proporciona una explicación de cómo se determina el nivel en el que cambia un estado epigenético en respuesta a un estímulo cuantitativo. Este puede ser un mecanismo general por el cual muchos otros organismos se adaptan a entornos cambiantes.

Arabidopsis tiene una amplia distribución geográfica, y adaptar su requisito de vernalización de esta manera puede haber sido clave para ayudarlo a crecer en diferentes climas.

A medida que nuestro propio clima cambia, es posible que podamos aprender de la forma en que Arabidopsis se ha adaptado para ayudar a producir nuevas variedades de cultivos.



WP Twitter Auto Publish Powered By : XYZScripts.com