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El tomate mutante ayuda a descifrar los secretos de la fructificación

cara de tomate
Crédito: Pixabay / CC0 Public Domain

Puede sonar como algo salido de una película de serie B de ciencia ficción, pero con la ayuda de un tomate mutante, los investigadores de Japón han descubierto que el proceso de desarrollo de la fruta reconfigura su vía de metabolismo central.


por la Universidad de Tsukuba


En un estudio publicado este mes en Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), investigadores de la Universidad de Tsukuba han revelado que el «cuajado», el proceso de desarrollo de la fruta en las plantas, condujo a la vía del metabolismo central en los tomates a través de una mayor sensibilidad. a la hormona vegetal giberelina.

Los tomates, aunque comúnmente se los considera vegetales, en realidad son frutas. El cuajado es el proceso mediante el cual los ovarios de las plantas se convierten en frutos después de la polinización y la fertilización, y en los tomates el proceso es desencadenado por la giberelina. Pero el papel de esta hormona en los procesos metabólicos de los ovarios fructíferos aún se desconoce en su mayor parte.

«La polinización suele ser clave para producir cuajado, porque estimula la acumulación de hormonas de crecimiento de las plantas, incluida la giberelina, dentro de los ovarios fertilizados», dice el autor principal del estudio, el profesor Tohru Ariizumi. «Las giberelinas estimulan aspectos del desarrollo de las plantas, como el cuajado de frutos, y desencadenan un rápido crecimiento de los ovarios».

Para examinar el cuajado de frutos en los tomates, los investigadores utilizaron multiómicos —específicamente, observaron todos los ARN, proteínas y metabolitos de moléculas pequeñas producidos durante el metabolismo— y datos de actividad enzimática. Además, utilizaron modelos cinéticos para observar los primeros procesos que ocurren durante el cuajado. El crecimiento de los ovarios durante el cuajado se midió utilizando tomates de tipo salvaje y mutantes procera, que son hipersensibles a la giberelina.

«La aplicación de hormonas como la giberelina a los ovarios o mutaciones genéticas en los genes reguladores negativos de las cascadas hormonales puede provocar partenocarpia», explica el profesor Ariizumi. «La partenocarpia es un cuajado que es independiente de la polinización».

Las giberelinas son moléculas de señalización que desencadenan cascadas de transducción de señales, es decir, activan o reprimen genes posteriores que son responsables de llevar a cabo procesos particulares de desarrollo y crecimiento.

«Nuestro estudio analizó los mecanismos bioquímicos del cuajado de frutos. Nuestro análisis fue capaz de definir los genes, proteínas, enzimas y metabolitos que se vieron constantemente afectados tanto por la polinización como por la partenocarpia inducida por la procera, y destacó que el metabolismo central se reconectaba constantemente». dice el profesor Ariizumi.

Los resultados de este estudio contribuyen a una mejor comprensión del metabolismo del cuajado , lo que conducirá a nuevas estrategias de producción. En particular, puede ser posible criar frutos partenocárpicos (que no tienen semillas) y aumentar el control de la supervivencia de los frutos durante las primeras etapas de desarrollo.


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