En aquellas plantas con un único episodio reproductivo, denominadas monocárpicas, el inicio de la reproducción viene marcado por la formación de las primeras flores.
por la Universitat Politècnica de València
Las señales que controlan el inicio de la floración están muy estudiadas (luz, cambios de estación, temperatura, edad de la planta, etc.). Sin embargo, existe otro evento crítico para la reproducción: su fin. En muchas especies, la producción de flores se detiene después de la producción de un cierto número de frutos. Este paro está marcado por el cese de la actividad de los meristemas, las reservas de células madre que mantienen el crecimiento y la producción de los órganos vegetales.
“Este proceso se conoce como parada proliferativa, lo que podríamos denominar menopausia vegetal”, explica Cristina Ferrándiz Maestre, investigadora del IBMCP y una de las autoras del estudio que se publica hoy. “La detención proliferativa representa una gran adaptación evolutiva ya que, al no formarse nuevos órganos como flores y frutos, se asegura la redistribución de nutrientes hacia la producción de semillas, permitiendo así su óptimo desarrollo y perpetuando así la especie”, aclara Ferrándiz.
A pesar de su relevancia ecológica y económica, poco se sabe sobre los factores que controlan la detención de la proliferación . Para este estudio, el grupo de investigación de Ferrándiz en el IBMCP ha aplicado técnicas de biología molecular y celular , genética y análisis de imagen a la especie modelo Arabidopsis thaliana para poder definir con alta resolución espacio-temporal la secuencia de eventos moleculares y celulares que desencadenan la detención de la proliferación. .
Citoquininas que controlan la detención
“Por un lado, hemos realizado un estudio muy detallado de los cambios que se producen en el meristemo antes de la detención, es decir, cómo y cuándo las células dejan de dividirse, cuándo se ven los primeros signos de envejecimiento del meristemo, cuándo desaparece la actividad de las células madre… Es como hacer zoom en el meristema para entender qué fases se dan y qué las caracteriza”, afirma Paz Merelo, investigadora del IBMCP que lidera el estudio gracias al programa ComFuturo de la Fundación General CSIC.
“Por otro lado, hemos estudiado hormonas vegetales importantes para mantener la proliferación, llamadas citoquininas. Gracias a unos marcadores fluorescentes que nos permiten seguir su actividad, hemos visto que su actividad se bloquea por completo en el momento de la detención, por lo que es probable que las citoquininas sean los desencadenantes de la parada», revela Merelo. “Además, hemos comprobado que, si tratamos los meristemos con citoquininas externamente, no dejan de producir células madre”, dice.
Estudio innovador con varias aplicaciones
“El estudio es realmente innovador, ya que por primera vez hemos podido ver de cerca cómo se comportan los meristemas y qué cambios sufren. Esto nos permitirá diseñar nuevos experimentos para controlar el periodo de floración y su final, o identificar más factores intervienen en su control», asegura Cristina Ferrándiz. La detención de la proliferación es un proceso común en una amplia gama de especies, por lo que los procesos descritos en este estudio son relevantes para los nuevos enfoques biotecnológicos destinados a aumentar la cosecha en los cultivos al extender la duración del período de floración o retrasar la detención de la proliferación.
Según Ferrándiz, “dado que este estudio muestra que las citoquininas impiden la detención de la proliferación y, por tanto, alargan el periodo de producción, las rutas relacionadas con estas hormonas son objetivos prometedores en los programas de mejora”. “Además, el rendimiento de muchos cultivos depende en gran medida de las condiciones ambientales , por lo que la obtención de variedades vegetales con una fase reproductiva más extensa, o con una detención de la proliferación tardía, permitiría ajustar la producción ante cambios climáticos puntuales”, señala el investigador del CSIC.
