La historia de crecimiento de las vides
Descubre las etapas del crecimiento de la vid y su importancia.
Yolanda Ferradás, Carolina Royo, José Miguel Martínez-Zapater, Diego Lijavetzky
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- El Ciclo de Vida de las Plantas con Flores
- Señales Ambientales y Madurez de las Plantas
- La Importancia del Tiempo en los Árboles Frutales
- La Genética de Crecer
- El Misterio de la Transición Juvenil-Adulta
- Estudiando las Vides de Uva
- El Experimento
- Resultados: Los Hallazgos
- Diferencias con Otras Plantas
- Implicaciones para la Agricultura y la Cría
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Las plantas crecen a través de diferentes fases en sus vidas, similar a cómo pasamos de ser bebés a adultos. El viaje que hacemos involucra algunos pasos clave, y entender estas etapas puede ayudarnos a apreciar mejor las plantas y cómo crecen. Esta guía te llevará a través de las fases de crecimiento de las plantas, el papel de los genes y factores ambientales, y cómo todo se relaciona con el cultivo de frutas y verduras.
El Ciclo de Vida de las Plantas con Flores
Al igual que una buena historia de superhéroes, las plantas tienen personajes y desafíos. Nuestros héroes son las plantas con flores, comenzando con una semillita. Después de germinar, estas plantas pasan por un período llamado crecimiento juvenil. Durante este tiempo, están ocupadas fortaleciéndose y preparándose para la siguiente fase de sus vidas, que es la etapa adulta cuando finalmente pueden producir flores.
A medida que estas plantas juveniles crecen, cambian. Piensa en cómo los niños crecen y cambian su apariencia. Similarmente, las hojas de estas plantas cambian en tamaño y forma, e incluso la forma en que se ramifican puede cambiar. Esta transformación es crucial porque ayuda a la planta a prepararse para florecer cuando están completamente crecidas.
Señales Ambientales y Madurez de las Plantas
Las plantas no son solo personajes pasivos en esta historia; responden a su entorno. Factores como cuánta luz reciben (Fotoperíodo) e incluso la temperatura (Vernalización) pueden indicarles que empiecen a crecer flores. Es como cuando un niño siente que está listo para enfrentar más desafíos; las plantas también sienten cuando están listas para pasar a la siguiente gran aventura.
Sin embargo, no todas las plantas siguen la misma historia. Mientras que algunas plantas crecen rápido y avanzan por estas etapas velozmente, otras, especialmente las plantas leñosas como los árboles, se toman su tiempo. Esto plantea un punto interesante: las reglas de cuándo suceden estos cambios pueden variar dependiendo del tipo de planta.
La Importancia del Tiempo en los Árboles Frutales
Para los árboles frutales, este tiempo es especialmente importante. Un árbol que tarda demasiado en crecer puede no ser bueno para los agricultores que quieren fruta ¡ya! Si un árbol se queda en su fase juvenil por mucho tiempo, complica las cosas para la cría y la producción de fruta. Es por eso que los científicos están interesados en entender qué hace que las plantas funcionen, especialmente los árboles frutales, porque les ayuda a descubrir cómo mejorar las cosechas.
La Genética de Crecer
Las plantas tienen un código genético, un poco como su manual de instrucciones, que las guía a través de estas etapas de crecimiento. Algunos genes, llamados microARNs, juegan roles importantes en este proceso. Por ejemplo, dos microARNs en particular, miR156 y miR172, son como los hermanos mayores cuidando a su hermano menor durante sus años de crecimiento.
A medida que una planta madura, la presencia de miR156 disminuye, mientras que miR172 comienza a brillar. miR156 mantiene las cosas en orden durante la fase juvenil, mientras que miR172 ayuda a empujar a la planta hacia la floración. Este cambio en sus niveles es crucial para ayudar a la planta a saber que es hora de crecer y comenzar a florecer.
El Misterio de la Transición Juvenil-Adulta
Aunque los científicos han mapeado los cambios genéticos que vienen con el crecimiento, algunos de los detalles más finos siguen siendo un misterio. Por ejemplo, aunque sabemos que el azúcar puede ayudar a fomentar esta transición, cómo exactamente sucede sigue siendo un poco incierto. El azúcar no es solo para golosinas; tiene un papel en señalarle a la planta cuándo es el momento de madurar.
Otra hormona, llamada giberelina, también influye en el crecimiento de las plantas y se sabe que ayuda a fomentar la floración en algunas especies. Diferentes plantas responden de diferentes maneras a las Giberelinas, lo que puede complicar las cosas aún más. Entonces, es una red de señales y respuestas que las plantas tienen que manejar mientras avanzan en su vida.
Estudiando las Vides de Uva
Las vides de uva, o Vitis vinifera, proporcionan un caso de estudio interesante. Crecen de manera diferente a muchas otras plantas. La transición de juvenil a adulta ocurre después de que la planta ha formado un cierto número de nudos. Este cambio viene con cambios visibles en cómo se disponen las hojas e incluso en los tipos de estructuras que se desarrollan. Las plantas jóvenes de vid pueden crecer zarcillos-estructuras que les ayudan a trepar-antes de comenzar a producir flores.
Cuando las vides de uva crecen durante el primer año, se enfocan mucho en fortalecerse y desarrollar estos zarcillos. Solo en años posteriores empiezan a producir flores, un sistema que les permite adaptarse a su entorno y maximizar sus posibilidades de supervivencia y reproducción.
El Experimento
Para aprender más sobre cómo las vides de uva pasan de ser juveniles a adultas, los científicos hicieron un experimento usando una línea específica de vides que mantiene una composición genética consistente. Esto fue crucial porque crecer de semillas típicamente lleva a variación en la descendencia.
El equipo cultivó plantas de vid a partir de semillas, asegurándose de que tuvieran antecedentes genéticos casi idénticos, lo que ayuda a entender cómo las plantas pasan por sus varias fases. Estudieron las plantas en dos momentos diferentes: cuando eran juveniles y después de haber entrado en la fase adulta. Esto implicó recolectar muestras de las plantas y analizar su material genético para ver qué genes estaban activos en cada etapa.
Resultados: Los Hallazgos
Después de realizar sus experimentos, los científicos identificaron miles de genes que se expresaban de manera diferente entre las vides juveniles y adultas. Los datos mostraron que varios genes clave involucrados en regular la transición de juvenil a adulta estaban, de hecho, activos en las vides. Se observaron los patrones esperados de disminución de miR156 y aumento de miR172, aunque no de la misma manera que en otras plantas.
Diferencias con Otras Plantas
A pesar de algunas similitudes con otras plantas, las vides de uva mostraron algunas características únicas. Por ejemplo, los caminos de señalización esperados para la floración no actuaban de la misma manera que lo hacían en plantas modelo como Arabidopsis. En las vides de uva, incluso cuando la planta maduraba y ciertos genes eran activados, otros permanecían inactivos-los procesos no eran tan sencillos como en plantas anuales.
Esto podría sugerir que las vides de uva aún se están preparando para su futuro como plantas con flores, incluso si no están floreciendo actualmente. El estudio insinuó que podrían tener diferentes maneras de manejar el crecimiento y la floración en su ciclo vital a largo plazo.
Implicaciones para la Agricultura y la Cría
Estos hallazgos tienen implicaciones en el mundo real. Entender cómo las vides de uva transitan puede ayudar a los agricultores a saber más sobre cómo cultivar uvas de manera efectiva y cuándo cosechar. También puede ayudar en programas de cría destinados a desarrollar nuevas variedades que puedan prosperar en diferentes climas y condiciones.
Los agricultores quieren uvas que florezcan a tiempo para que puedan aprovechar al máximo cada temporada de crecimiento. Al comprender los complejos intrigados genéticos detrás del crecimiento de las vides de uva, pueden mejorar sus prácticas de cría, lo que llevará a mejores frutos en el futuro.
Conclusión
El viaje de una vid de uva desde la semilla hasta la madurez está lleno de giros y vueltas. Si bien siguen un patrón familiar de crecimiento juvenil seguido por la fase adulta, lo hacen con su propio estilo único. Las señales que reciben de su entorno y los genes que orquestan su crecimiento son parte de una gran actuación que las plantas realizan cada año.
Al estudiar los misterios del crecimiento de las plantas, los científicos pueden ayudar a desbloquear mejores prácticas para cultivar frutas y verduras, lo que es bueno para todos. Así que la próxima vez que disfrutes de un racimo de uvas, recuerda la épica historia de su viaje desde una pequeña semilla hasta una vid fructífera.
Título: Transcriptomic regulation of juvenile-to-adult vegetative phase transition in grapevine
Resumen: Plants go through two distinct stages in their vegetative phase, with the juvenile stage being characterized by a lack of maturity to respond to flowering induction stimuli and the adult stage marked by the presence of this capacity. Phase transition has been extensively analysed in herbaceous species such as Arabidopsis and maize, where the sequential activity of miR156 and miR172 in the control of the juvenile to adult phase transition has been determined. Contrarily, little is known about most woody perennial crops, where phase transition appears to be dissociated, with a first transition from juvenile to adult vegetative state in the first year and a subsequent induction to flower in later years under flowering-inductive environmental conditions. This significantly extended vegetative phase makes fruit production depend on the grafting of adult vegetative materials. A particular aspect of grapevine vegetative phase transition is that it is marked by the differentiation of tendrils, a modified sterile reproductive organ adapted to climbing, which is continuously generated with different patterns in different Vitis species. When the grapevine plant reaches flowering inductive condition in later years, it produces inflorescences in place of some tendrils. As a first step to understand the regulation of phase change in grapevine, we have performed a detailed gene expression analysis of the juvenile-to-adult phase transition during the development of grapevine plantlets grown from seeds. The RNA-seq analysis demonstrated that miR156 was significantly repressed in the grapevines adult phase, where the appearance of tendrils acts as a marker of the transition. Consistent with the results reported in other species, we observed the activation of several SPL genes, known to be targets of miR156, providing evidence for the conservation of the miR156-SPLs regulatory module in grapevine. However, no variation was detected in the expression of miR172 and TPS genes were found downregulated, two key determinants in the transition to flowering in other species. This could be explained considering that grapevines do not flower during the first years of growth. Interestingly, we were able to observe the overexpression of several genes known to be involved in the establishment of flower meristem identity, which in the case of grape had also been detected along tendril development, consistent with the proposed common ontogenetic origin of tendrils and inflorescences in the Vitaceae family.
Autores: Yolanda Ferradás, Carolina Royo, José Miguel Martínez-Zapater, Diego Lijavetzky
Última actualización: Dec 30, 2024
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630313
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630313.full.pdf
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