Las plantas crecen durante toda su vida gracias a una pequeña estructura situada en la punta de los brotes, el meristemo, que es el centro de control para el mantenimiento de las células madre (que pueden convertirse en cualquier tipo de célula) y para la creación de órganos vegetales como los brotes laterales y las hojas.
Aunque todas las plantas deben realizar estas tareas básicas, el meristemo tiene una forma y un tamaño diferentes en diferentes especies, como el maíz o el berro. Un equipo internacional de investigadores dirigido por la profesora Marja Timmermans, del Centro de Biología Molecular de Plantas de la Universidad de Tubinga, ha descubierto que el meristemo tiene funciones aún mayores de las que se creían. Controla la arquitectura de toda la planta desde la punta. Al mapear los circuitos genéticos involucrados en estas funciones en el maíz, el equipo ha descubierto puntos de partida clave para la mejora tecnológica de los cultivos. Sus resultados se han publicado en la revista Genome Research .
En los organismos multicelulares , las células tienen que comunicarse entre sí para coordinar su desarrollo. Reconocen su posición dentro del organismo creando y percibiendo moléculas señalizadoras, lo que les permite decidir qué tipo de células se formarán en qué lugar. «Las plantas no pueden moverse, pero reaccionan con una flexibilidad notable a los cambios en su entorno», explica Timmermans. Su objetivo era explorar el papel que desempeña el meristemo en la punta de la planta.
Adaptación a las condiciones ambientales
El meristemo situado en la punta del tallo es el encargado de recibir todo tipo de señales ambientales y de desarrollo. Hasta ahora se creía que el meristemo sólo decidía si se formarían nuevas células madre u órganos. En colaboración con su equipo, Timmermans ha descrito con precisión los circuitos moleculares que están activos en las células del meristemo, trazando un mapa de ruta de esos circuitos y describiendo las funciones de cada uno. «En la punta, el meristemo regula los parámetros de la planta para que cada individuo crezca con la forma óptima para las condiciones en las que se encuentra», resume. «Hemos identificado mecanismos que controlan específicamente las células madre del maíz y hemos descubierto que también afectan a la arquitectura general de la planta».
Estos últimos descubrimientos pueden utilizarse para el cultivo y la mejora genética de plantas. «El rendimiento del maíz ha aumentado de forma constante durante el último siglo, pero no ha habido un aumento significativo en la cantidad de granos producidos por planta», afirma Timmermans. «Más bien, se han creado híbridos de maíz para que prosperen en plantaciones más densas. La arquitectura de las plantas de maíz , el ángulo y la forma de las hojas desempeñan un papel vital en la capacidad de la planta para captar la luz de forma eficiente y realizar una fotosíntesis de alto rendimiento. «Los circuitos genéticos identificados pueden utilizarse ahora para una mayor optimización», afirma Timmermans.
Más información: Steffen Knauer et al. Un atlas de expresión genética de alta resolución vincula genes de meristemos específicos con rasgos arquitectónicos clave, Genome Research (2019). DOI: 10.1101/gr.250878.119
