Desvelando las claves genéticas de la perfección del pepino: un nuevo actor en el desarrollo de flores y frutos
Los científicos han esclarecido el papel de las subunidades α de la proteína G heterotrimérica en el desarrollo del pepino, lo que supone un gran avance en nuestra comprensión de la formación de los órganos vegetales. Este conocimiento de la cascada de señalización CLAVATA (CLV) puede conducir a enfoques innovadores en el cultivo de plantas, lo que promete avances tanto en el valor nutricional como en la producción agrícola.
Un modelo para la regulación del número de órganos florales y la longitud del fruto por CsGPA1 en la vía de señalización CLV. El péptido CsCLV3 es recibido por el receptor quinasa CsCLV1. La subunidad Gα de la proteína CsGPA1 interactúa con CsCLV1 para inhibir el número de órganos florales pero promover la elongación del fruto, reprimiendo la expresión de CsWUS y activando la transcripción de CsCRC en pepino.
Horticulture Research
La vía de señalización CLAVATA (CLV) es crucial para controlar el desarrollo de flores y frutos mediante la regulación del tamaño del meristemo apical de brotes (SAM). A pesar de su importancia, los componentes de la señalización en los cultivos siguen siendo en gran parte desconocidos. Comprender estas vías es esencial para avanzar en las técnicas de mejora de cultivos con el fin de aumentar el rendimiento y la calidad. Debido a estas cuestiones sin resolver, existe una necesidad acuciante de investigar las interacciones genéticas dentro de la vía de señalización CLV para descubrir nuevos mecanismos reguladores y mejorar las prácticas agrícolas.
Un equipo de la Universidad Agrícola de China, en Pekín, publicó sus hallazgos (DOI: 10.1093/hr/uhae110) el 16 de abril de 2024, en Horticulture Research. Investigaron cómo la subunidad Gα CsGPA1 interactúa con la vía de señalización CLV para regular el número de órganos florales y la forma del fruto en los pepinos. El estudio destaca el papel de CsGPA1 en la modulación de la expresión de genes reguladores clave.
El estudio empleó la edición genética CRISPR/Cas9 para crear mutantes de pepino para CsCLV3, CsCLV1 y CsGPA1. La alteración de CsCLV3 y CsCLV1 dio lugar a flores con órganos adicionales y frutos más cortos y anchos. La investigación reveló que CsGPA1 interactúa con CsCLV1, y su interrupción dio lugar a fenotipos similares, destacando su papel en la vía de señalización CLV. Un análisis detallado mostró que CsGPA1 influye en la expresión de WUSCHEL (WUS) y CRABS CLAW (CRC), reguladores cruciales del tamaño de SAM y la elongación del fruto. En concreto, CsGPA1 reprime la expresión de CsWUS y activa la transcripción de CsCRC, controlando así el número de órganos florales y promoviendo la elongación del fruto. Estos hallazgos identifican CsGPA1 como un nuevo componente de la vía CLV, que ofrece una visión de la regulación genética del desarrollo de flores y frutos en pepinos, y proporciona objetivos potenciales para la mejora de los cultivos.
El Dr. Xiaolan Zhang, investigador principal, declaró: "Nuestro descubrimiento de la interacción de CsGPA1 con la vía de señalización CLV proporciona una nueva comprensión de cómo se regulan los rasgos florales y frutales en pepinos. Esto podría tener un impacto significativo en los futuros programas de mejora de cultivos al permitir una manipulación más precisa de la forma y el tamaño de los frutos".
La identificación de CsGPA1 como regulador clave de la vía de señalización CLV abre nuevas vías para la manipulación genética en la mejora de cultivos. Si se dirige a este gen, los mejoradores pueden desarrollar variedades de pepino con los rasgos florales y frutales deseados, mejorando tanto el rendimiento como la calidad. Esta investigación no sólo mejora nuestra comprensión del desarrollo vegetal, sino que también proporciona aplicaciones prácticas para los avances agrícolas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Lijie Han, Yafei Huang, Chuang Li, Di Tian, Daixi She, Min Li, Zhongyi Wang, Jiacai Chen, Liu Liu, Shaoyun Wang, Weiyuan Song, Liming Wang, Chaoheng Gu, Tao Wu, Jianyu Zhao, Zhaoyang Zhou, Xiaolan Zhang; "Heterotrimeric Gα-subunit regulates flower and fruit development in CLAVATA signaling pathway in cucumber"; Horticulture Research, Volume 11, 2024-4-16
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