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¿Pueden las hojas simples convertirse en hojas compuestas? Un estudio revela cómo los genes influyen en la arquitectura de las hojas

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leaf study IISC

Investigadores del Instituto Indio de Ciencia (IISc) han arrojado luz sobre cómo las hojas ‘simples’, una de las dos formas básicas de hojas, se desarrollan en una planta.

El equipo incluyó a investigadores del Departamento de Microbiología y Biología Celular (MCB) y sus colaboradores de Shodhaka Life Sciences, Bengaluru. Su estudio fue publicado en Plantas de la naturaleza.

Las plantas tienen hojas simples o compuestas, se señaló. Se dice que un árbol de mango, por ejemplo, posee hojas simples porque tienen una sola hoja intacta. Por otro lado, un árbol de gulmohar tiene hojas compuestas donde la lámina de la hoja se diseca en múltiples folíolos. Sin embargo, tanto las hojas simples como las compuestas comienzan como estructuras en forma de varillas que brotan del meristemo, la punta del tallo donde están presentes las células madre.

La forma en que estas estructuras en forma de varillas, denominadas primordios, dan lugar a hojas simples o compuestas, ha sido objeto de mucha investigación en los últimos años. En este estudio, los autores identificaron dos familias de genes que regulan el desarrollo de hojas simples a través de las proteínas que codifican, en una planta llamada Arabidopsis thaliana – un organismo modelo popular en biología vegetal, dijo el lunes IISc, con sede en Bengaluru, en un comunicado.

Estas familias de genes, CIN-TCP y KNOX-II, codifican proteínas llamadas factores de transcripción que suprimen la formación de nuevas valvas en el margen, dando lugar a hojas simples. Los investigadores suprimieron simultáneamente varios miembros de las dos familias de genes; esto provocó que las hojas simples se convirtieran en hojas supercompuestas que daban origen a folíolos indefinidamente. Sin embargo, cuando los autores suprimieron independientemente cualquiera de las dos familias de genes, las hojas no se convirtieron en hojas compuestas, lo que sugiere que los genes funcionan en conjunto.

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Además, estas hojas mutantes continuaron permaneciendo jóvenes y creciendo mientras tuvieran las condiciones de crecimiento necesarias, según el comunicado. Si bien las hojas de Arabidopsis maduran típicamente en alrededor de 30 días y se marchitan a los 60 días, las hojas de estas plantas mutantes con familias de genes CIN-TCP y KNOX-II suprimidas crecieron mientras los investigadores las siguieron (175 días), y potencialmente podrían desaparecer. durante meses o años dadas las condiciones necesarias.

«Si bien los científicos han podido convertir hojas compuestas en hojas simples mediante la manipulación de la expresión de ciertos genes, nuestro informe es el primero en ir al revés», dijo Utpal Nath, profesor asociado de MCB y autor principal del artículo. .

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Los investigadores también encontraron que las hojas de las plantas en las que se suprimieron las dos familias de genes, en contraste con las hojas normales de Arabidopsis, mostraban firmas de ARN de hojas jóvenes inmaduras y células en división activa incluso más allá de su período de maduración típico. El ARN es un mensajero químico que transmite instrucciones de los genes necesarios para sintetizar proteínas.

Además de proporcionar información sobre el desarrollo de las plantas, a largo plazo, los hallazgos podrían iniciar y fomentar innovaciones en la industria alimentaria, según el comunicado. Como dice Krishna Reddy Challa, ex estudiante de doctorado en MCB y coautor principal del estudio, “se podría usar esta técnica para alterar la forma de las hojas de ensalada como se elija, o aumentar su biomasa. Por ejemplo, podrías cambiar la forma de una hoja de espinaca para que parezca lechuga «.

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“Dado que las hojas no maduran una vez que se suprimen los genes CIN-TCP y KNOX-II, puede controlar la longevidad de la planta y, por lo tanto, extender su vida útil”, agrega Monalisha Rath, estudiante de doctorado en MCB y co- autor principal del estudio.



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