UNA HORMONA VEGETAL TIENE DOBLE PAPEL EN EL DESENCADENAMIENTO DE LA FORMACIÓN DE LA FLOR.

8 de Mayo de 2014.

Las flores no son sólo agradable a la vista, son como las plantas se reproducen. En las plantas para producción agrícola, el momento y la regulación de la formación de la flor tiene un significado económico, afectando el rendimiento de un cultivo.

El estudio fue liderado por Nobutoshi Yamaguchi y Doris Wagner.

Un nuevo trabajo realizado por investigadores de la Universidad de Pensilvania publicado en la revista Science ha revelado que una hormona vegetal que se creía promovía la formación de flores en plantas anuales también juega un papel en la inhibición de la formación de flores. El doble papel de esta hormona, las giberelinas, podría ser explotado para producir cultivos de mayor rendimiento.

Los investigadores identificaron una vía que promueve la formación de flores en Arabidopsis thaliana.

Los científicos de plantas solían pensar que las plantas de vida corta, anuales o bi-anuales, utilizan una estrategia diferente a partir de plantas de larga duración, las plantas perennes, para regular la producción de flores.
 

"La evidencia anecdótica es que la hormona giberelina promueve el cambio a la formación de flores en las plantas de vida corta, junto con otras señales, como la temperatura, la estación y el fotoperíodo", dijo Wagner. "Pero en las plantas de larga vida, como en los árboles frutales, la gente ha sabido que si se les aplica la hormona se inhibe la producción de flores. Así esto a sido un gran rompecabezas: ¿por qué la misma hormona hace una cosa en plantas de vida corta y otra en las plantas de larga vida "?

La inhibición de la hormona giberelina causa que las flores se formen más rápido en plantas genéticamente modificadas.

Para hacer frente a esta paradoja, el equipo comenzó mediante la búsqueda de nuevos genes importantes para el proceso de formación de la flor. En concreto, se realizó una búsqueda en todo el genoma de la Arabidopsis thaliana una especie vegetal para encontrar los objetivos directos de LEAFY una proteína, que se sabe que promueve la formación de flores.
Un gen que se presentó fue llamado ELA1, que produce una enzima citocromo y se ha demostrado que desempeñan un papel en la descomposición de las giberelinas. Otros experimentos demostraron que en las plantas que perdieron la función de ELA1 , las flores se formaron mucho más tarde de lo normal.

Los investigadores también encontraron que las plantas que carecían de LEAFY tenía altos niveles de giberelina, y las plantas modificadas producen altos niveles de LEAFY tenían niveles más bajos de la hormona y fue también la más corta con mayores niveles de clorofila, características de la deficiencia de giberelina.

"Al principio estábamos confundidos porque las giberelinas se suponía que promueven toda esta actividad que lleva a la formación de las flores", dijo Wagner. "Luego, cuando nos encontramos con un blanco directo LEAFY que está vinculada a el catabolismo de las giberelinas , lo que nos dio la pista de que las giberelinas tiene que tener un papel en la inhibición de la formación de flores también."

Las plantas que se han modificado genéticamente para no producir giberelina correctamente y las plantas que fueron tratadas con un inhibidor de la giberelina mostraron signos de una primera transición retardada de inflorescencia pero con signos acelerados de formación de la flor. La aplicación de las plantas con giberelina tuvo el efecto opuesto.

Los resultados sugirieron que los dos pasos de transición que llevan plantas a producir flores pueden ser regulados claramente, tanto la participación de giberelina. Mientras la giberelina promueve la primera transición, en la que las plantas dejan de producir tallos y hojas y producen una inflorescencia, que inhibe la segunda fase, en la que se formaron las flores.

El mecanismo, implica el aumento y luego la caída de los niveles de la giberelina. Los altos niveles hacen que la planta finalice la fase vegetativa del desarrollo. En ese momento, la actividad de LEAFY (factor de transición) y ELA1 causan que la giberelina se descomponga. Liberados de los efectos inhibitorios de la hormona, un conjunto de proteínas activan el desencadenamiento de la formación de flores .

"Cuando se trata de determinar el número de flores formadas y cuando se forman, creemos que esta vía está a la vanguardia", dijo Wagner.

Los agricultores ya utilizan variedades de arroz deficientes en giberelina para producir plantas más compactas que no caigan con el viento y la lluvia. La nueva comprensión del papel de la giberelina obtenida de este estudio podría ayudar a crear variedades de plantas que son aún más productivas

"Creemos que se puede utilizar para mejorar el rendimiento", dijo Wagner. "Las semillas son el producto de una flor así que si quieres más semillas deseas más flores. Ser capaces de modular la acumulación o la degradación de la giberelina podría permitir una para optimizar o potenciar una serie de semillas y la producción en las plantas de cultivo ".

El equipo planea explorar otras plantas para ver si la giberelina opera de la misma manera en todas las especies y en plantas perennes también y seguir explorando cómo los diferentes niveles de la hormona provocan los eventos reguladores que inhiben o promueven la producción de flores.

Fuente: N S F, U de Pennsylvania.