Un equipo internacional de científicos ha identificado un mecanismo genético que determina el patrón de crecimiento de las flores de plantas solanáceas como el tomate, la patata, el pimiento, la berenjena, el tabaco, las petunias, y la belladona. El estudio, que se publica esta semana en PLoS Biology, demuestra que la manipulación de la ruta puede transformar la tomatera en una estructura altamente ramificada con cientos de brotes con flor.
Contrariamente a las margaritas y a los girasoles que desarrollan una sola flor por cada tallo, la planta del tomate tiene varios tallos que cuentan, cada uno, de varias flores, dando mayor rendimiento de las cosechas. El investigador de la Universidad Hebrea de Jerusalem, Zachary Lippman, y otros investigadores de tres instituciones de Israel han estudiado el mecanismo genético de las plantas de la familia de las solanáceas (polemoniales).
El nuevo trabajo permite describir los aspectos genéticos subyacentes de las ramificaciones y las flores. Si bien el desarrollo de cada flor individual es un proceso bien conocido, los mecanismos moleculares que determinan la arquitectura de las inflorescencias (brotes que llevan flor) no lo son. El modo en que se ramifican las inflorescencias determina el número y la distribución de las flores.
En las inflorescencias del pimiento (Capsicum) no se ramifican, de modo que las flores son singulares; en los tomates, la ramificación de las inflorescencias es repetitiva y regular, formando una cepa en zig-zag. Desde hace tiempo se sabe que los mutantes del tomate como anantha (AN) y de inflorescencia compuesta (S) producen grandes números de ramificaciones y flores.
Estudio de la inflorescencia del tomate
Lippman ha estudiado la ramificación de inflorescencia, estudiando las plantas mutantes de tomate. Los investigadores identificaron los genes responsables: los genes de anantha y de inflorescencia compuesta, que es un miembro de la conocida familia de genes de homeosecuencia que desempeña una función reguladora esencial en los patrones genéticos de animales y plantas.
El equipo de científicos ha mostrado que la manipulación de estos genes en la planta del tomate puede alterar sustancialmente la arquitectura y el número de las inflorescencias, y que la actividad modificada del AN en plantas de pepino puede estimular la ramificación. La variación de la inflorescencia compuesta explica también la variación en la ramificación que se observa en los rasgos genéticos en tomates de cultivo doméstico.
Estos dos genes funcionan de modo secuencial para regular el momento del desarrollo de una ramificación y una flor. Ralentizar, por ejemplo, la ruta de la flor permite el desarrollo de ramificaciones adicionales. Aunque el estudio realizado por Lippman y sus colaboradores se centre en las variaciones en especies concretas de polemoniales, el conocimiento que aporta avanza en la comprensión de cómo muchas plantas, como los árboles, controlan su potencial de ramificarse.
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Referencia bibliográfica:
Lippman ZB, Cohen O, Alvarez JP, Abu-Abied M, Pekker I, et al. (2008) “The making of a compound inflorescence in tomato and related nightshades”. PLoS Biology 6(11): e288. doi:10.1371/journal.pbio.0060288
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