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Comprender los mecanismos genéticos detrás del desarrollo de las hojas es crucial para mejorar el rendimiento y la resiliencia de los cultivos.

por TranSpread

En la col china, la formación de cabezas foliares implica complejas interacciones genéticas que determinan la forma y orientación de las hojas. A pesar de los avances en plantas modelo como Arabidopsis, la base molecular de estos procesos en las especies de Brassica sigue siendo menos clara.

Teniendo en cuenta estos desafíos, es necesario realizar una investigación en profundidad para descubrir la regulación genética del desarrollo de las hojas en cultivos como la col china.

Investigadores de la Universidad Agrícola de Hebei, en colaboración con la Universidad e Investigación de Wageningen, publicaron un artículo en Horticulture Research que detalla el análisis transcriptómico de la col china. El estudio se centra en los patrones de expresión genética durante la iniciación foliar, una fase clave en el desarrollo de la planta.

El estudio profundiza en los mecanismos moleculares que impulsan el desarrollo de las hojas en la col china, en particular el inicio de los primordios foliares y el establecimiento de la polaridad adaxial-abaxial. Los investigadores utilizaron microdisección láser para aislar células del meristemo apical del brote (SAM) y los primordios de las hojas, seguido de una secuenciación de ARN para perfilar la expresión genética.

Los hallazgos clave incluyen la identificación de genes implicados en las vías de señalización hormonal, como auxinas, citoquininas y giberelinas, que desempeñan funciones fundamentales en la formación de las hojas.

El estudio también destacó la expresión de factores de transcripción como HD-ZIP III, KANADI y YABBY, esenciales para el establecimiento de la polaridad adaxial-abaxial. En particular, los patrones de expresión genética de la col china mostraron similitudes y diferencias en comparación con plantas modelo como Arabidopsis, lo que refleja el camino evolutivo único de las especies de Brassica.

El análisis reveló que la expresión genética en el SAM se agrupaba con el lado adaxial de los primordios foliares, mientras que el lado abaxial se alineaba con las hojas en roseta en expansión. Este patrón de coexpresión subraya las intrincadas redes reguladoras que gobiernan el desarrollo de las hojas. El estudio proporciona un catálogo completo de genes expresados ​​diferencialmente, lo que ofrece una base para futuras investigaciones sobre la formación de cogollos foliares y la mejora de cultivos.

El Dr. Guusje Bonnema, coautor de la Universidad de Wageningen, afirmó: «Este estudio avanza en nuestra comprensión de la base genética del desarrollo de las hojas en los cultivos de Brassica. Al dilucidar los patrones de expresión genética asociados con los primordios y la polaridad de las hojas, podemos comprender mejor la formación de cabezas foliares en la col china, allanando el camino para estrategias de mejoramiento específicas para mejorar el rendimiento de los cultivos».

Los conocimientos de este estudio tienen implicaciones importantes para la agricultura y el mejoramiento de cultivos. Comprender la regulación genética del desarrollo de las hojas permite a los obtentores desarrollar variedades de col china con formas y tamaños de hojas optimizados, mejorando el rendimiento y la calidad.

El conocimiento de los patrones de expresión genética en el desarrollo de las hojas es un recurso valioso para futuros programas de ingeniería genética y mejoramiento, que aborden los desafíos de la seguridad alimentaria global.

Más información: XiaoXue Sun et al, Análisis transcriptómicos para resumir los patrones de expresión genética que ocurren durante el inicio de la hoja de repollo chino, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hora/uhae059

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