Un equipo internacional de científicos ha descubierto el mecanismo molecular que regula cuándo y cómo se produce la formación de las flores de las plantas. El estudio, que se publica en el último número de la revista Science, ha caracterizado la red de genes regulados por el factor de transcripción (una proteína que controla la activación e inactivación de otros genes) APETALA1, auténtico director de orquesta del proceso de floración.
El hallazgo contribuye a conocer mejor cómo se desarrolla el proceso de formación de las flores de las plantas, y los mecanismos por los que surgen los frutos de las plantas. Sus conclusiones sientan las bases para poder controlar ambos procesos. Para ello se han empleado técnicas de secuenciación masiva en Arabidopsis thaliana para identificar los genes que están controlados directamente por APETALA1.
Según el estudio, que se publica en el último número de Science, este factor de transcripción controla la actividad de muchos otros genes que, a su vez, regulan el desarrollo vegetativo o el crecimiento floral.
“En cierta manera APETALA1 actúa como un director de orquesta, coordinando a lo largo del tiempo la actividad de los distintos programas de desarrollo. Así, primero reprime el programa vegetativo (cuando las plantas producen hojas), y posteriormente activa el reproductivo (de producción de flores)”, señala el director del estudio José Luis Riechmann, investigador del Centro de Investigación Agrogenómica del CSIC, y de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados.
Uno de los genes que controla APETALA1 es TERMINAL FLOWER 1. Este gen impide que el tallo donde se forman las flores se convierta en una flor, lo que permite que éste crezca de manera continuada y produzca muchas flores.
Un viejo conocido
Aunque el mecanismo completo de floración se desconocía hasta este momento, el factor de transcripción APETALA1 no era ajeno a la comunidad científica. Estudios previos, también realizados en Arabidopsis thaliana, habían determinado que su función consiste, primero, en iniciar la formación de los meristemos florales (grupos de células no diferenciadas a partir de los cuales se forman los diferentes órganos en las plantas: raíces, tallos, hojas y flores) y, segundo, en que se desarrollen los sépalos y los pétalos de las flores, esto es, dos de los cuatro tipos de órganos que forman la flor (los otros son los estambres y los carpelos, sus dos aparatos sexuales).
“Cuando el gen APETALA1 y otro gen muy similar, llamado CAULIFLOWER, están inactivados, se produce en la planta una gran acumulación de meristemos incapaces de diferenciarse”, explica Riechmann. La planta continúa creciendo en fase vegetativa y dan lugar, por ejemplo, a una coliflor o un brécol.
Los mecanismos que las plantas usan para determinar el momento óptimo para la floración (por ejemplo, reconocer las estaciones, si el invierno ya ha pasado, o la duración de los días) causan la activación del gen APETALA1. No obstante, se desconocía el mecanismo mediante el cual este gen actuaba.
El equipo de científicos españoles, irlandeses y holandeses también ha identificado más de 2.000 genes que son “muy probablemente” blancos del AP1. El análisis de los autores de esta red de interacciones indica que AP1 primero funciona reprimiendo la identidad vegetativa, luego ayudando a establecer los tejidos que dan origen a las flores, y finalmente dando forma a la diferenciación de las partes de la flor.
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Referencia bibliográfica:
K. Kaufmann et al. “Orchestration of Floral Initiation by APETALA1” Science vol 328, 2 de abril de 2010.
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