Un equipo de investigación ha descubierto el mecanismo y la razón subyacente de la transformación de células residuales en células epidérmicas durante el proceso de abscisión, donde las plantas pierden flores, hojas y frutos de forma natural.
por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk
Este estudio no solo proporciona información valiosa sobre las estrategias de supervivencia y los mecanismos de crecimiento de las plantas, sino que también se espera que contribuya al avance de las tecnologías agrícolas y de producción alimentaria.
El trabajo se publica en la revista Nature Plants . El equipo estuvo dirigido por la profesora June M. Kwak, del Departamento de Nueva Biología de la DGIST, en colaboración con el equipo del profesor Jong Kyoung Kim, de POSTECH.
Las plantas tienen la notable capacidad de desprenderse con precisión de los órganos innecesarios tras los cambios estacionales o al finalizar su crecimiento. Durante este proceso, las células residuales (células remanentes) y las células de separación (células desprendidas) en la zona de abscisión desempeñan funciones distintas. El equipo de investigación descubrió que las células residuales no simplemente permanecen tras la abscisión, sino que se transforman en células epidérmicas mediante un proceso de tres pasos, formando capas protectoras de cutícula.
El estudio reveló que, en las etapas iniciales, los genes relacionados con la fotosíntesis presentan una alta expresión en las células residuales. Sin embargo, durante la fase de transición, la expresión de estos genes disminuye, mientras que los genes de resistencia al estrés se expresan con mayor actividad para prepararse para el período en que la cutícula protectora está temporalmente ausente. Esta respuesta se interpreta como una estrategia de autoprotección de las plantas frente a amenazas externas.
En la etapa final, se expresan los genes relacionados con la biosíntesis y la formación de la cutícula, lo que resulta en el desarrollo de una capa protectora sobre la superficie recién expuesta. En particular, el equipo identificó el factor de transcripción MYB74 como un regulador clave del proceso por el cual las células residuales se transforman en células epidérmicas, cuya alteración provoca la supresión de esta transformación.
Generalmente, cuando las plantas sufren heridas, protegen sus tejidos internos formando una capa protectora rígida compuesta de lignina y suberina. El equipo investigó por qué, en la zona de abscisión, las plantas adoptan una estrategia diferente al transformar las células residuales en células epidérmicas. Descubrieron que, al formarse una capa de lignina, las células se vuelven rígidas y ya no pueden expandirse ni crecer, mientras que las células epidérmicas permiten el crecimiento continuo de los tejidos internos.
En particular, para que el fruto crezca adecuadamente, el receptáculo (estructura fundamental del fruto), donde se encuentran las células residuales, también debe seguir creciendo. Sin embargo, si las células residuales no se transforman en células epidérmicas, el crecimiento del receptáculo se detiene, impidiendo así el correcto desarrollo del fruto. El equipo de investigación confirmó que, mediante este proceso, las plantas adoptan la estrategia de convertir las células residuales en células epidérmicas para optimizar el crecimiento del fruto.
El profesor Kwak afirmó: «Este estudio constituye un logro significativo al descubrir el mecanismo mediante el cual las plantas regulan el destino celular para promover el crecimiento de los frutos. El desarrollo de tecnologías para controlar el crecimiento de los frutos basadas en estos hallazgos podría mejorar la productividad de los cultivos y contribuir a la seguridad alimentaria».
Más información: Xiaohong Wen et al., El factor de transcripción MYB74 guía la especificación de novo de células epidérmicas en la zona de abscisión de Arabidopsis, Nature Plants (2025). DOI: 10.1038/s41477-025-01976-0
