•  I
• a · A  I
• Accessibilitat  I
• Mapa web  I
• Cercar  I
• Directori

• ::  Sign in :: 

Un grup d’investigació de l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt de la Universitat Politècnica de València (UPV) i el Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), ha comprovat que el gen SUPERMAN determina també el nombre de flors en les plantes lleguminoses.

La troballa, que culmina dècades d’estudi i apareix publicada a la portada del darrer número de la revista The Plant Journal, es podrà fer servir per a la millora i l’obtenció de noves varietats més productives.

Les lleguminoses són un grup gran de plantes, d’importància considerable pel valor nutricional que tenen per a l’alimentació humana i ramadera. Les famílies de lleguminoses es caracteritzen per alguns trets distintius, com ara la inflorescència composta o el desenvolupament floral complex. “Per a comprendre millor aquestes característiques, és important estudiar els gens reguladors clau que es troben involucrats en el desenvolupament de la inflorescència i la flor”, explica Luis Cañas, investigador principal del projecte a l’IBMCP-CSIC.

El gen SUPERMAN (SUP) és un repressor actiu que controla el nombre d’estams (òrgans reproductors masculins) i carpels (òrgans reproductors femenins) en l’Arabidopsis thaliana, una planta que s’usa com a model per a aquesta mena d’estudis. El gen SUP controla l’expressió dels gens que formaran els estams al tercer verticil de la flor, i actua com una barrera que impedeix que l’expressió d’aquests gens passe al quart verticil, on es formarà el carpel.

“Si el gen SUP pateix una mutació i s’inactiva, aquests gens passen a expressar-se també al quart verticil, de manera que es forma un major nombre d’estams al centre de la flor”, explica Edelín Roque, una investigadora de l’IBMCP-CSIC que participa en aquest projecte. “D’ací prové el nom de SUPERMAN, ja que les flors del mutant tenen més òrgans masculins que no les normals”.

El treball realitzat pel grup de l’IBMCP, que forma part de la tesi doctoral d’Ana Lucía Rodas, pretenia la caracterització funcional del gen SUP en la lleguminosa model Medicago truncatula, denominat MtSUP. Per a aconseguir-ho, van fer servir mutagènesi per inserció del retrotransposó Tnt1 i per edició genètica mitjançant CRISPR/Cas9, anàlisi d’expressió gènica i assajos de complementació i sobreexpressió del gen. “Els nostres resultats mostren que MtSUP comparteix alguns dels rols descrits per a SUP en Arabidopsis, amb algunes variacions”, revela Ana Lucía Rodas.

La principal novetat és que, en la planta lleguminosa, MtSUP hi controla la determinació del meristema inflorescent secundari (I2) i dels primordis que són comuns als pètals i els estams. Quan es produeix una mutació d’aquest gen, es generen noves flors en lloc d’un òrgan vegetatiu residual anomenat espiga (spike), similar a una bràctea i que es desenvolupa lateralment a la flor. La inflorescència silvestre normalment produeix una o dues flors i acaba en una espiga.

En el mutant mtsup-1 es produeixen més flors a partir del meristema I2, i aquest acaba la seua activitat produint una flor en lloc de l’espiga. “Per tant, MtSUP controla el nombre de flors i de pètals-estams que produeixen el meristema i els primordis comuns, respectivament”, puntualitza Rodas.

Recerca de frontera i aplicacions

Per al director del Grup de Biologia i Biotecnologia del Desenvolupament Floral de l’IBMCP, José Pío Beltrán, “aquest treball culmina les recerques desenvolupades durant dècades al nostre laboratori a fi de revelar el conjunt de gens reguladors que controlen la identitat dels òrgans florals i la dels territoris de la flor en què s’expressen aquests gens. Com ocorre sovint en la recerca de frontera, ací revelem una funció nova per a un ortòleg del gen SUPERMAN en eudicotiledònies”.

Segons Beltrán, “aquesta nova funció afecta un tret molt important de les inflorescències de les lleguminoses: el nombre de flors que produeixen; i MtSUP és el primer gen descrit que controla aquest caràcter d’interès agronòmic”. Per a Luis Cañas, “un bon coneixement dels gens que controlen el desenvolupament foral i la fructificació de les lleguminoses és important per a la seua millora genètica i per a la generació de noves varietats d’alta productivitat”.

Referència:

Rodas A. L., Roque E., Hamza R., Gómez-Mena C., Minguet E. G., Wen J., Mysore S. K., Beltrán J. P. & Cañas L.A. 2021, “MtSUPERMAN plays a key role in compound inflorescence and flower development in Medicago truncatula”, The Plant Journal 105 (3): 816-830