Agricultura Botánica y Genética Europa

La imagen en vivo de las flores revela secretos ocultos de reproducción de plantas


Los científicos han desarrollado una forma de obtener imágenes de la reproducción sexual en flores vivas, según un estudio publicado hoy en la revista de acceso abierto eLife .


por eLife


La nueva técnica, originalmente publicada en bioRxiv, graba por primera vez películas de procesos fundamentales en el desarrollo de las flores y abre nuevas vías para la investigación sobre la reproducción sexual de las plantas .

La reproducción de las plantas ocurre en las anteras y los ovarios de las flores en desarrollo , lo que resulta en la formación de polen y un saco embrionario que contiene células germinales masculinas y femeninas . La producción de células germinales involucra ambos tipos de división celular llamados meiosis y mitosis. Después de la producción, estas células se fusionan durante la fertilización para producir una célula que se convierte en una planta.

Gran parte de nuestra comprensión de los procesos reproductivos de las plantas proviene del estudio de muestras diseccionadas de plantas bajo un microscopio y del examen de las aberraciones derivadas de mutaciones en los genes de las plantas involucradas en la reproducción de las plantas. Sin embargo, estos métodos no proporcionan información sobre dónde y cuándo ocurren diferentes eventos durante la reproducción. Las imágenes en vivo proporcionan una forma de capturar este detalle importante.

«La imagen en vivo ha sido fundamental en la investigación sobre el crecimiento y desarrollo de las raíces, pero la imagen de células en vivo de los procesos celulares dentro de la flor es técnicamente mucho más difícil», explica la coautora Sona Valuchova, investigadora postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Europa Central. en la Universidad Masaryk, República Checa. «Existe la necesidad de desarrollar métodos de imagen en el contexto de órganos o plantas enteros «.

Valuchova y sus colegas utilizaron una técnica llamada microscopía de fluorescencia de lámina de luz (LSFM), donde una muestra se mueve a través de una delgada lámina de luz láser, y un detector recoge datos de imágenes tridimensionales. De esta manera, una flor entera que ha sido incrustada en agar se puede visualizar rápidamente moviéndola a través del plano de luz. El modelo tridimensional resultante muestra detalles intrincados de la estructura de la flor y puede usarse para rastrear el destino de las células germinales individuales dentro de ella.

Habiendo demostrado que LSFM podía proporcionar imágenes de flores en alta resolución, el siguiente objetivo del equipo era establecer que podía detectar eventos específicos en la reproducción. Para lograr esto, utilizaron flores que habían sido diseñadas para tener etiquetas fluorescentes en moléculas clave involucradas en la meiosis y la mitosis. Pudieron capturar todo el proceso de meiosis en las células germinales masculinas al detectar cambios en la cantidad y ubicación de una molécula llamada ASY1 cada hora durante cuatro días.

El equipo continuó demostrando que las imágenes en vivo podrían usarse con éxito para estudiar los niveles de hormonas vegetales durante las diferentes etapas del desarrollo de las flores y para observar el movimiento de los cromosomas a través de la célula durante la división celular.

Una de las áreas más olvidadas de la investigación de reproducción de plantas es la producción de células germinales femeninas durante la meiosis femenina. La mayoría de los estudios sobre la meiosis de las plantas se han centrado en las células germinales masculinas porque el equivalente femenino, llamado célula madre megaspore, es increíblemente raro y se parece mucho a otras células, lo que dificulta su estudio. Para superar esto, el equipo desarrolló una versión de imágenes en vivo específicamente para la meiosis femenina. «Esto requirió una disección cuidadosa del capullo de la flor para revelar los óvulos, que luego pasaron a través de la luz láser cada 10 minutos durante 24 horas para crear una película tridimensional», dice la coautora Pavlina Mikulkova, también científica sénior en Instituto Central Europeo de Tecnología de la Universidad Masaryk. «Usando esta técnica,

«Este trabajo demuestra el poder de LSFM para proporcionar información novedosa sobre la reproducción de plantas que no podía ser estudiada previamente por otros tipos de microscopía», concluye el investigador principal Karel Riha, Director Adjunto de Investigación en el Instituto de Tecnología de Europa Central en la Universidad Masaryk. «Nuestro éxito en el desarrollo de un protocolo de imágenes en vivo para la meiosis femenina representa un avance técnico importante en la biología de las células vegetales».


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