Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Los científicos arrojan nueva luz sobre el crecimiento del tubo polínico en las plantas

Los científicos arrojan nueva luz sobre el crecimiento del tubo polínico en las plantas
Granos de polen depositados en células de papila receptivas que carecen de KATANINA. Crédito: Lucie Riglet (CC BY 4.0)

En la revista de acceso abierto eLife se ha publicado hoy una nueva perspectiva sobre cómo una enzima asegura el crecimiento correcto de los tubos polínicos en las plantas con flores 


por eLife


El estudio revela un papel inesperado de KATANIN en la moderación de las propiedades mecánicas de la pared celular de la papila en Arabidopsis thaliana (A. thaliana), evitando así el crecimiento desordenado del tubo polínico y permitiendo que el tubo encuentre su camino correcto hacia los tejidos vegetales femeninos subyacentes. Estos hallazgos sugieren que KATANIN probablemente ha jugado un papel importante en el éxito de las plantas con flores en la tierra más ampliamente.

Las semillas se producen en plantas con flores cuando las células germinales masculinas y femeninas llamadas gametos se fusionan. Los gametos masculinos están contenidos en el grano de polen, mientras que los gametos femeninos se encuentran en los óvulos, que están incrustados en un órgano reproductor femenino llamado pistilo. Para que se produzca una producción de semillas exitosa, los granos de polen deben encontrarse con la superficie del pistilo, que está compuesto por una capa de células alargadas llamadas papilas. Cuando un grano de polen aterriza en una papila, se rehidrata y luego produce un tubo que llevará los gametos masculinos hacia los óvulos.

Los tubos polínicos crecen primero dentro de la pared celular de la papila, ejerciendo una presión física sobre la célula. Después de cruzar la capa de papila, crecen en el espacio intercelular de los tejidos subyacentes. El pistilo luego produce compuestos que guían el tubo polínico hasta los óvulos, donde llega a los gametos femeninos. Pero se desconoce cómo se orienta el tubo cuando emerge del polen en la superficie de la papila.

«Llama la atención que, sea cual sea la posición de la flor y, por tanto, del pistilo en el tallo, el tubo polínico crece hasta la base de la papila en la dirección de los óvulos. Queríamos explorar los mecanismos que permiten esta orientación adecuada de tubos de polen en las células de la papila «, dice la autora principal Lucie Riglet, quien era Ph.D. estudiante en el laboratorio del autor principal Thierry Gaude en el Laboratorio de Reproducción y Desarrollo de Plantas, ENS Lyon, Francia, en el momento en que se llevó a cabo el estudio, y ahora es investigador postdoctoral en el Laboratorio Sainsbury, Universidad de Cambridge, Reino Unido.

Se sabe que las fuerzas mecánicas juegan un papel importante en la forma de las células vegetales al controlar la orientación de los microtúbulos corticales, que a su vez median en la deposición de las microfibrillas de celulosa. Para su estudio, Riglet y su equipo combinaron enfoques de imágenes, genéticos y químicos para mostrar que la enzima KATANIN, que corta los microtúbulos, también actúa sobre la orientación de las microfibrillas de celulosa y confiere propiedades mecánicas a la pared celular de la papila que permiten la orientación correcta del tubo polínico.

«Al obligar a los tubos polínicos a tomar la dirección correcta desde sus primeros lugares en la papila, es probable que KATANIN haya desempeñado un papel importante en el éxito de las plantas con flores en la tierra al promover la fertilización», explica el autor principal Thierry Gaude, líder de grupo en el laboratorio. de Reproducción y Desarrollo Vegetal, ENS Lyon. «Como la KATANINA se encuentra en la mayoría de los organismos, incluidos los humanos, es posible que la enzima desempeñe un papel en la regulación de las propiedades mecánicas en otros procesos, pero esta es una cuestión fascinante que queda por explorar».


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