La vía de señalización CLAVATA (CLV) es crucial para controlar el desarrollo de flores y frutos al regular el tamaño del meristemo apical de los brotes (SAM). A pesar de su importancia, los componentes de señalización posteriores en los cultivos siguen siendo en gran medida desconocidos.
por la Universidad Agrícola de China
Comprender estas vías es esencial para avanzar en las técnicas de mejoramiento de cultivos para mejorar el rendimiento y la calidad.
Existe una necesidad urgente de investigar las interacciones genéticas dentro de la vía de señalización del CLV para descubrir nuevos mecanismos reguladores y mejorar las prácticas agrícolas .
Un equipo de la Universidad Agrícola de China, en Pekín, investigó cómo la subunidad Gα CsGPA1 interactúa con la vía de señalización CLV para regular el número de órganos florales y la forma del fruto en los pepinos. El estudio, publicado en Horticulture Research , destaca el papel de CsGPA1 en la modulación de la expresión de genes reguladores clave.
El estudio empleó la edición genética CRISPR/Cas9 para crear mutantes de pepino para CsCLV3, CsCLV1 y CsGPA1. La alteración de CsCLV3 y CsCLV1 dio lugar a flores con órganos adicionales y frutos más cortos y anchos. La investigación reveló que CsGPA1 interactúa con CsCLV1 y su alteración dio lugar a fenotipos similares, lo que destaca su papel en la vía de señalización de CLV.
Un análisis detallado mostró que CsGPA1 influye en la expresión de WUSCHEL (WUS) y CRABS CLAW (CRC), reguladores cruciales del tamaño de SAM y la elongación del fruto. Específicamente, CsGPA1 reprime la expresión de CsWUS y activa la transcripción de CsCRC, controlando así el número de órganos florales y promoviendo la elongación del fruto.
Estos hallazgos identifican a CsGPA1 como un nuevo componente en la vía CLV, ofreciendo información sobre la regulación genética del desarrollo de flores y frutos en pepinos y proporcionando objetivos potenciales para mejoras en el mejoramiento de cultivos.
El Dr. Xiaolan Zhang, uno de los investigadores principales del estudio, afirmó: «Nuestro descubrimiento de la interacción de CsGPA1 con la vía de señalización CLV proporciona una nueva comprensión de cómo se regulan los rasgos florales y de la fruta en los pepinos . Esto podría tener un impacto significativo en los futuros programas de mejoramiento de cultivos al permitir una manipulación más precisa de la forma y el tamaño de la fruta».
La identificación de CsGPA1 como un regulador clave en la vía de señalización de CLV abre nuevas vías para la manipulación genética en el mejoramiento de cultivos. Al apuntar a este gen, los mejoradores pueden desarrollar variedades de pepino con características florales y frutales deseadas , mejorando tanto el rendimiento como la calidad.
Esta investigación no sólo mejora nuestra comprensión del desarrollo de las plantas, sino que también proporciona aplicaciones prácticas para los avances agrícolas.
Más información: Lijie Han et al, La subunidad Gα heterotrimérica regula el desarrollo de flores y frutos en la vía de señalización CLAVATA en pepino, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae110
