La arquitectura de las inflorescencias de plantas cultivadas como la cebada está regulada predominantemente por la actividad y el destino de los meristemas, que desempeñan un papel fundamental en la determinación del número de estructuras florales para la producción de granos.
Las espiguillas son la unidad reproductiva básica de las inflorescencias de las gramíneas. La identidad y determinación de muchos meristemas de pasto están parcialmente determinadas por un grupo de genes expresados específicamente en los límites de los órganos, que pueden formar centros de señalización locales que regulan el destino y la actividad de los meristemas adyacentes.
Estos genes son fundamentales para el establecimiento y mantenimiento de órganos. Las proteínas regulan diversas identidades celulares, la iniciación del meristemo axilar y el desarrollo adecuado de los órganos y tejidos vecinos.
En este estudio, el equipo de investigación caracterizó un mutante del desarrollo de la espiguilla de cebada, extra floret-a (flo.a). flo.a produjo espiguillas adicionales y glumas fusionadas debido al establecimiento defectuoso de los límites de los órganos, que separan los meristemos de los órganos en desarrollo, como el meristemo de la inflorescencia y los primordios de las espiguillas en desarrollo.
La investigación se publica en la revista Current Biology. .
El gen HvALOG1 desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la arquitectura de la inflorescencia de la cebada. Por un lado, la proteína localizada en los límites está asociada con señales que confieren un desarrollo adecuado del meristemo de la espiguilla (es decir, de forma no celular de forma autónoma); por otro lado, controla la formación de límites entre órganos florales (de forma autónoma).
"Demostramos que las mutaciones en HvALOG1 conducen a la producción de espiguillas adicionales y están relacionadas con la fusión de órganos florales derivada de una formación inadecuada de límites", afirma Guojing Jiang, primer autor del estudio.
"Nuestro estudio ofrece nuevos conocimientos sobre la función de los miembros de la familia ALOG en la regulación de la actividad del meristemo y el desarrollo de la inflorescencia en la cebada", afirma el Prof. Dr. Thorsten Schnurbusch. "Estos hallazgos pueden contribuir a nuestra comprensión de los mecanismos moleculares que subyacen al desarrollo de la inflorescencia y pueden tener implicaciones para la mejora de los cultivos".
La identificación del gen del trigo ALOG-1 y su función durante el desarrollo de la espiguilla ha sido descrita en el artículo coeditado por Gauley, que muestra que el trigo ALOG-1 no se expresa en el meristemo de la espiguilla, sino que produce espiguillas adicionales en el mutante, lo que es consistente con el efecto encontrado en la cebada.
"Nuestros resultados conjuntos revelan un mecanismo importante y conservado de ALOG1 para especificar la determinación del meristemo de las espiguillas y mantener la característica inflorescencia en forma de espiga de los cereales en las gramíneas Triticeae", afirma Schnurbusch.
Más información: Guojing Jiang et al, La señalización no autónoma de las células asociada con la cebada ALOG1 especifica la determinación del meristemo de las espiguillas, Current Biology (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.083
Información de la revista: Biología actual
Proporcionado por el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas Cultivadas
