Agricultura Botánica y Genética Europa

Los científicos identifican el mecanismo molecular detrás de la floración temprana

Los científicos identifican el mecanismo molecular detrás de la floración temprana
Los científicos descubrieron un mecanismo molecular que hace que el berro del thale escocés florezca dos semanas antes que sus contrapartes en regiones más cálidas. Crédito: U. Lutz

Las plantas adaptan su tiempo de floración a la temperatura de su entorno. Pero, ¿qué es exactamente lo que desencadena su floración a nivel molecular? ¿Puede este factor activar o desactivar la floración y así responder a los cambios climáticos? 


por la Universidad Técnica de Munich


En un estudio publicado actualmente en PLOS Genetics , un equipo dirigido por el profesor Claus Schwechheimer de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) describe un mecanismo molecular con el que las plantas adaptan su tiempo de floración a la temperatura ambiente y de ese modo indican formas en las que el tiempo de floración puede ser predicho sobre la base de la información genética.

Las plantas adaptan su tiempo de floración a la temperatura de su entorno. Para florecer en el momento óptimo, tienen en cuenta factores como la temperatura, la duración del día y las fluctuaciones de temperatura. Aunque los mecanismos que provocan la floración antes y después del invierno ya se conocen en gran medida, se sabe relativamente poco sobre cómo las plantas retrasan su tiempo de floración durante una primavera fría. Estos procesos son muy importantes, particularmente en lo que respecta al calentamiento global con fluctuaciones de temperatura relativamente pequeñas, ya que el tiempo de floración correcto garantiza rendimientos arables óptimos para los agricultores, y también asegura que el berro Arabidopsis thaliana prevalezca en la lucha evolutiva diaria por la supervivencia.

Gen crucial para las primeras flores

En la edición actual de la revista PLOS Genetics , el equipo, encabezado por el profesor Claus Schwechheimer de TU Munich en estrecha cooperación con colegas del Centro Alemán de Investigación para la Salud Ambiental (Helmholtz Zentrum Neuherberg) y el Instituto Max Planck en Tübingen, describe el mecanismo con el que el berro del thale Arabidopsis thaliana adapta su tiempo de floración a la temperatura ambiente. Curiosamente, el primer indicio de la existencia de esta variación genética natural provino de las frías latitudes de Escocia. Esto llevó a los científicos a descubrir un mecanismo molecular. que hace que el berro del thale escocés florezca dos semanas antes que sus homólogos en regiones más cálidas. Debido a la inserción de un gen de salto (transposón), la formación del gen crucial de la floración fue tan mínima que la función del represor de la floración ya no tuvo ningún efecto.

Los científicos identifican el mecanismo molecular detrás de la floración temprana
Resultado de un análisis de secuencia de ADN, ya que podría usarse para identificar variantes de genes. Las curvas de colores representan las cuatro bases / ácidos nucleicos diferentes que forman la cadena de ADN. Crédito: C. Schwechheimer / TUM

Y eso no es todo: Ulrich Lutz, primer autor del estudio, también pudo demostrar que esta mutación genética ya se ha establecido en varias otras variantes del thale berro y controla el comportamiento de floración en ellas. Los investigadores incluso pudieron rastrear sus pasos aquí y predecir el comportamiento de floración del berro thale basándose en la presencia del gen saltarín (transposón) con un alto grado de precisión. Ya en un futuro próximo, debería ser posible transferir este conocimiento al comportamiento de floración de plantas de cultivo como la colza.

La investigación ayuda a estimar las consecuencias ecológicas del cambio climático

«Nuestra investigación ayudará a permitir la estimación de las consecuencias ecológicas del cambio climático «, dice el profesor Schwechheimer. «El cambio climático provocará un cambio en el comportamiento de floración de muchas plantas. Los investigadores debemos comprender mejor los impactos de este cambio de temperatura en el mundo de las plantas y los organismos que dependen de ellas».

Las plantas reaccionan a la experiencia de un invierno largo y frío y a períodos fríos prolongados en primavera retrasando su tiempo de floración. Sin embargo, los mecanismos moleculares con los que las plantas perciben estos períodos fríos difieren. En el caso de los cereales de invierno, como el trigo de invierno, la semilla puede germinar en otoño pero la planta no florece, ya que necesita la experiencia del invierno para actuar como una llamada de atención que indique que ha llegado el momento adecuado para la floración.

Los genes que regulan este proceso ya se conocen en muchas plantas. En el trigo de primavera, por ejemplo, se han modificado mediante el mejoramiento convencional que la planta florece incluso si se planta en primavera. Las temperaturas en una primavera fría o cálida también afectan el comportamiento de la floración; sin embargo, se sabe muy poco sobre esto. Dado que pequeños cambios de unos pocos grados Celsius pueden tener un impacto negativo en la producción agrícola, es importante comprender estos procesos.

Los hallazgos del equipo de investigación de la Cátedra TUM de Biología de Sistemas Vegetales podrían ayudar con la predicción e incluso la modificación del tiempo de floración de las plantas en el futuro. Estos conocimientos también son importantes para el fitomejoramiento a fin de garantizar que la producción de alimentos pueda garantizarse a largo plazo en el contexto del calentamiento global progresivo.


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