Las hojas de las plantas vienen en una amplia gama de formas, tamaños y complejidad. Algunas son grandes y lisas, otras son pequeñas y dentadas, y las hojas pueden crecer solas o en grupos.
Estas diferencias en la estructura de las hojas desempeñan un papel fundamental en la forma en que las plantas se adaptan y sobreviven en diferentes entornos, brindando una oportunidad para mejorar la resiliencia del popular cultivo de bayas, la fresa o la fresa silvestre, a las condiciones ambientales cambiantes.
En un comunicado de la Universidad de Maryland, el autor Georgia Jiang informa sobre una nueva dirección de selección en el cultivo de bayas: “Como afirma Zhongchi Liu, profesor emérito del Departamento de Biología Celular y Genética Molecular de la Universidad de Maryland. Universidad de Maryland, dice: “La morfología de las plantas es diversa en la naturaleza. Las diferencias morfológicas contribuyen a la supervivencia de las plantas, incluida su capacidad para regular la temperatura y la eficiencia con la que transportan el agua desde las raíces al resto de la planta. Comprender los mecanismos responsables de la diversidad de formas de las hojas conducirá a una mejor comprensión de cómo las plantas pueden sobrevivir en entornos desafiantes”.
El equipo de laboratorio de Liu identificó dos vías reguladoras clave involucradas en el desarrollo de las hojas en tres tipos de plantas de fresa con diferentes estructuras foliares. Guiadas por genes que expresan la diferente complejidad de las hojas de cada planta (folíolos únicos o múltiples) o características de los bordes (bordes lisos o irregulares), las dos vías se turnaron para formar hojas con el tiempo.
Según los investigadores, este vínculo entre el momento de exposición de estas vías al desarrollo de las plantas y la diversidad resultante de estructuras foliares podría utilizarse para ayudar a las plantas a adaptarse o tolerar una gama más amplia de condiciones y entornos.
“Si ajustamos estas relaciones, podemos hacer cosas como hacer que las fresas produzcan más biomasa, lo que potencialmente podría ayudar a aumentar la producción de bayas. También podemos llevar estas fresas a algún lugar fuera de su hábitat natural y ampliar su adaptabilidad cambiando la morfología de las hojas. Por ejemplo, más púas significan que las plantas de fresa exhibirán una mayor tolerancia al frío. Y las hojas más anchas y suaves significan que las fresas se adaptan mejor a climas más cálidos”, explicó Xi Luo, autor principal del artículo publicado en Current Biology y becario postdoctoral en el Departamento de Biología Celular y Genética Molecular de la Universidad de Maryland.
El equipo de Liu descubrió que ambas vías afectaban a las plantas de fresa en diferentes etapas de desarrollo. Por ejemplo, una vía impulsada por genes que expresa la complejidad de la hoja puede dictar que una planta de fresa desarrolle estructuras unifoliadas en lugar de su patrón de crecimiento trifoliado (tripartito) habitual.
A medida que la planta madura, una vía controlada por un gen que expresa características de los bordes puede inhibir el gen CUC2 (que controla el crecimiento y la división de las células vegetales) y limitar la profundidad de las muescas de las hojas. A medida que crece una planta de fresa, estas vías trabajan juntas para activar o inhibir el gen CUC2, lo que da como resultado plantas con diferentes formas para aumentar sus posibilidades de supervivencia.
Sin embargo, los hallazgos de los investigadores no se limitan a las fresas. Los experimentos con Arabidopsis (una pequeña planta con flores relacionada con el repollo y la mostaza) han demostrado una regulación similar de las características de los márgenes de las hojas, lo que sugiere que estos mecanismos de configuración pueden aplicarse a muchas otras plantas.
Comprender cómo las plantas controlan la forma de sus hojas brinda a los científicos y agricultores nuevas herramientas para optimizar la producción, incluida la conservación del agua.
“Investigaciones como esta tienen implicaciones importantes para nuestros esfuerzos ambientales y agrícolas. Ahora estamos mejor preparados para proteger nuestros recursos naturales y suministros de alimentos de condiciones extremas”, concluyó Luo.
Fuente: Universidad de Maryland.
