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El calcio y la reproducción van de la mano


Todo el mundo ha oído hablar de los pájaros y las abejas. Pero esa vieja expresión deja fuera las flores que están siendo fertilizadas. 


por Carnegie Institution for Science

El proceso de fertilización de las plantas con flores es particularmente complejo y requiere una amplia comunicación entre las células reproductoras masculinas y femeninas. 

Una nueva investigación de un equipo internacional de Stanford, Regensburg, Heidelberg y Munich, que incluye a Wolf Frommer, David Ehrhardt y Guido Grossmann de Carnegie, informa sobre descubrimientos en el proceso de señalización química que guía la fertilización de las plantas con flores. Se publica en Nature Communications .

Las plantas con flores tienen una doble fertilización.sistema. Los granos de polen transportan las células reproductoras masculinas. Cuando los granos de polen aterrizan en el órgano reproductor femenino de la flor, germinan y crecen hacia los óvulos profundamente incrustados a través de un tubo polínico. Después de la fertilización, los óvulos se convierten en semillas. Lo que hace que el proceso sea único es que el tubo polínico libera dos espermatozoides, uno de los cuales se fusiona con un óvulo en un proceso como el de los animales. 

El otro se fusiona con la llamada célula central para formar una entidad multinuclear que crece y proporciona nutrición para el embrión en desarrollo y la plántula, respectivamente. Este llamado endospermo también es la principal fuente de nutrición para los animales y humanos que comen estas plantas. 

Se necesitan numerosas interacciones químicas de célula a célula para guiar este proceso a medida que se lleva a cabo, muchas de las cuales permanecen sin identificar. En animales el calcio es clave para la comunicación entre las células durante la fertilización. El equipo de investigación, dirigido por Thomas Dresselhaus de la Universidad de Regensburg y Guido Grossmann, quien recientemente se mudó de Carnegie a la Universidad de Heidelberg, se centró en encontrar la comunicación facilitada por el calcio en la doble fertilización de plantas con flores.

Ya se sabía que el calcio participa en las primeras etapas de la fertilización, incluido el control del crecimiento del tubo polínico y la guía que lleva el esperma al óvulo. Pero fue necesario más trabajo para determinar si era tan importante en las etapas posteriores.

Usando un sensor de calcio fluorescente avanzado, el equipo pudo monitorear las firmas de calcio en las células vivas durante todo el proceso de doble fertilización. El trabajo se realizó utilizando Arabidopsis, que se usa comúnmente con fines de investigación. Descubrieron que el calcio estaba involucrado en la señalización química durante todo el proceso de doble fertilización y está asociado, por ejemplo, con la liberación de espermatozoides y la fusión con el óvulo. Este tipo de observación en tiempo real anteriormente había sido imposible debido a la ubicación profundamente incrustada donde ocurre la doble fertilización.

“Gracias a los avances técnicos pudimos observar el momento de la fertilización de la planta a nivel celular y, al mismo tiempo, escuchar el ‘tête-à-tête’ entre las células masculinas y femeninas ”, dijo Grossmann. «Es necesario seguir trabajando para decodificar el idioma y comprender lo que realmente se dice».


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