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Dos plantas Arabidopsis, modificadas para sobre-expresar el gen TEM, que
inhibe la floración. La de la izquierda ha sido tratada posteriormente y
de forma exógena con giberelinas, con lo que recupera el fenotipo de
floración. La de la derecha, no ha sido tratada
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Un grupo de científicos del Centro de Investigación en Agrogenómica
(CRAG), liderados por Soraya Pelaz, profesora de investigación ICREA,
aporta más luz sobre el mecanismo que inhibe la floración precoz en las
plantas.
El CRAG es un consorcio del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC), del Institut de Recerca i Tecnologia
Agroalimentàries (IRTA), de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB),
y de la Universidad de Barcelona (UB). El trabajo se publica esta semana
en Nature Communications.
La floración de las plantas está controlada por varios mecanismos
genéticos que responden a estímulos externos. Entre esos estímulos,
están las horas de luz o longitud del día (fotoperiodo). La gran mayoría
de las plantas florece y da frutos entre primavera y verano, cuando los
días son más largos.
De hecho, las plantas son capaces de “diferenciar” entre esas
condiciones favorables, los días largos, y condiciones no favorables,
días cortos como los de invierno, y responde en consecuencia activando
el mecanismo adecuado.
Hasta ahora se sabía que la proteína FT es el principal promotor de la
floración cuando los días son largos y que esa misma proteína estaba
inhibida por los genes TEMPRANILLO (TEM), lo que retrasa la floración.
También se sabía que cuando los días son inesperadamente más cortos –lo
que pasaría, por ejemplo, si se traslada la planta a otro país y en
época de floración se halla con menos horas de luz - la proteína FT no
actúa, a pesar de que las plantas necesitan florecer para perpetuarse.
En este caso, las plantas cuentan con un mecanismo “auxiliar”: se trata
de la acumulación de unas fitohormonas, las giberelinas, que
desencadenan a la floración. Sin embargo, se desconocían los mecanismos
involucrados en la regulación de la acumulación de estas hormonas.
Esto es lo que ha descubierto el grupo liderado por Soraya Pelaz. Tal
como explican los científicos en su trabajo, publicado en Nature
Communications, son los mismos genes TEM los que inhiben la síntesis de
las giberelinas.
Los resultados obtenidos demuestran que los genes TEMPRANILLO (TEM)
controlan la floración tanto en condiciones favorables (días largos)
como en condiciones desfavorables (días cortos). Por lo tanto,
controlando a TEM se puede controlar directamente la floración en ambas
condiciones de longitud del día.
En varios experimentos realizados con la planta modelo Arabidopsis, los
investigadores demuestran que las plantas modificadas para sobreexpresar
el gen TEM son deficientes en giberelinas, por lo que no consiguen
florecer.
Sin embargo, al añadir de forma externa giberelinas, se consigue
restablecer la floración a un tiempo normal. Por el contrario, las
plantas mutantes que no expresan los genes TEM, florecen antes que las
plantas normales.
Los genes TEM juegan un papel clave inhibiendo la floración tanto si los
días son largos como si son cortos.
“La modulación de TEM”, explica Soraya Pelaz, “afecta a ambas rutas
genéticas controlando la floración en distintas condiciones ambientales.
En condiciones adversas, la floración se retrasa para alcanzar el
momento adecuado para la formación de las semillas. Incluso en
condiciones favorables para la floración, ésta se debe posponer para que
la planta adquiera las reservas necesarias para la formación de las
flores. Esto quiere decir que en ambos casos lo que hace TEM es evitar
una floración precoz”.
Se da la circunstancia de los genes TEM y su función fueron descubiertos
en el año 2008 por el mismo equipo de investigación. Desde entonces, los
genes TEM están siendo aislados e identificados en numerosas especies,
lo que sugiere que este modo de controlar la floración es general para
muchas especies de plantas.
Para estudiar los mecanismos de floración prematura de las plantas en
función de las variaciones climáticas, se utilizan las cámaras
climáticas de laboratorio, dotadas de mecanismos de simulación de
los fotoperiodos lumínicos, temperaturas variables, humedad relativa y
concentraciones atmosféricas de CO2.
Para estudiar los ciclos de floración de las plantas, en función de las
condiciones ambientales, se emplean las cámaras climáticas de
laboratorio.
Fuente: CSIC 2012
TEMPRANILLO genes link photoperiod and gibberellin pathways to control
flowering in Arabidopsis.
Michela Osnato, Cristina Castillejo, Luis Matías-Hernández, Soraya
Pelaz. Nature Communications.
doi:10.1038/ncomms1810
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