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La Storia della Crescita delle Viti

Scopri le fasi della crescita della vite e il loro significato.

Yolanda Ferradás, Carolina Royo, José Miguel Martínez-Zapater, Diego Lijavetzky

― 7 leggere min


Viti: Cosa c'è da sapere Viti: Cosa c'è da sapere sulla crescita viti. Scopri come crescono e prosperano le
Indice

Le piante crescono in diverse fasi della loro vita, proprio come noi passiamo dall'essere bambini a diventare adulti. Il viaggio che facciamo include alcuni passaggi chiave, e capire queste fasi può aiutarci ad apprezzare meglio le piante e come crescono. Questa guida ti porterà attraverso le fasi di crescita delle piante, il ruolo dei geni e dei fattori ambientali, e come tutto si ricollega alla crescita di frutta e verdura.

Il Ciclo di Vita delle Piante Fiorite

Proprio come in una bella storia di supereroi, le piante hanno personaggi e sfide. I nostri eroi sono le piante fiorite, che iniziano con un semino minuscolo. Dopo che spuntano, queste piante attraversano un periodo chiamato crescita giovanile. Durante questo tempo, si impegnano a diventare forti e a prepararsi per la fase successiva della loro vita, che è lo stadio adulto quando finalmente possono produrre fiori.

Man mano che queste piante giovanili crescono, cambiano. Pensa a come i bambini diventano più alti e cambiano aspetto. Allo stesso modo, anche le foglie di queste piante cambiano in dimensioni e forma, e persino il modo in cui si ramificano può cambiare. Questa trasformazione è cruciale perché aiuta la pianta a prepararsi per la fioritura quando sono completamente cresciute.

Segnali Ambientali e Maturità delle Piante

Le piante non sono solo personaggi passivi in questa storia; rispondono all'ambiente che le circonda. Fattori come la quantità di luce che ricevono (Fotoperiodo) e persino la temperatura (Vernalizzazione) possono segnalare loro di iniziare a far crescere i fiori. È come quando un ragazzo si sente pronto ad affrontare più sfide; anche le piante capiscono quando sono pronte a passare alla prossima grande avventura.

Tuttavia, non tutte le piante seguono la stessa storia. Mentre alcune piante crescono velocemente e attraversano queste fasi in fretta, altre, specialmente le piante legnose come gli alberi, impiegano il loro tempo. Questo solleva un punto interessante: le regole su quando questi cambiamenti avvengono possono variare a seconda del tipo di pianta.

L'Importanza del Tempismo negli Alberi da Frutto

Per gli alberi da frutto, questo tempismo è particolarmente importante. Un albero che ci mette troppo a crescere potrebbe non essere ideale per gli agricoltori che vogliono frutti subito! Se un albero rimane nella sua fase giovanile a lungo, complica le cose per la riproduzione e la produzione di frutta. Ecco perché gli scienziati sono interessati a capire cosa fa funzionare le piante, specialmente gli alberi da frutto, perché li aiuta a capire come ottenere raccolti migliori.

La Genetica della Crescita

Le piante hanno un codice genetico, un po' come il loro manuale di istruzioni, che le guida attraverso queste fasi di crescita. Alcuni geni, chiamati microRNA, hanno ruoli importanti in questo processo. Ad esempio, due specifici microRNA, miR156 e miR172, sono come gli fratelli maggiori che vigilano sul loro fratello più piccolo durante gli anni di crescita.

Man mano che una pianta matura, la presenza di miR156 diminuisce, mentre miR172 inizia a brillare. miR156 tiene tutto sotto controllo durante la fase giovanile, mentre miR172 aiuta a spingere la pianta verso la fioritura. Questo cambiamento nei loro livelli è cruciale per aiutare la pianta a capire che è tempo di crescere e iniziare a fiorire.

Il Mistero della Transizione Giovanile-Adulta

Anche se gli scienziati hanno mappato i cambiamenti genetici che accompagnano la crescita, alcuni dettagli più fini sono ancora poco chiari. Ad esempio, mentre sappiamo che lo zucchero può aiutare a incoraggiare questa transizione, come esattamente accade rimane un po' un mistero. Lo zucchero non è solo per i dolci; gioca un ruolo nel segnalare alla pianta quando è tempo di maturare.

Un altro ormone, chiamato Gibberellina, influisce anche sulla crescita delle piante ed è noto per aiutare a incoraggiare la fioritura in alcune specie. Diverse piante rispondono in modo diverso alle gibberelline, il che può complicare ulteriormente le cose. Quindi, è una rete di segnali e risposte che le piante devono gestire mentre si muovono attraverso la vita.

Studiare le Viti

Le viti, o Vitis vinifera, offrono un caso studio interessante. Crescono in modo diverso rispetto a molte altre piante. La transizione da giovanile ad adulta avviene dopo che la pianta ha formato un certo numero di nodi. Questo cambiamento si accompagna a spostamenti visibili nel modo in cui le foglie sono disposte e persino i tipi di strutture che si sviluppano. Le giovani piante di vite possono sviluppare viticci—strutture che aiutano a salire—prima di iniziare a produrre fiori.

Quando le viti crescono durante il primo anno, si concentrano molto sull’indebolire e sviluppare questi viticci. Solo negli anni successivi iniziano a produrre fiori, un sistema che permette loro di adattarsi all'ambiente e massimizzare le loro possibilità di sopravvivenza e riproduzione.

L'Esperimento

Per saperne di più su come le viti passano dalla fase giovanile a quella adulta, gli scienziati hanno condotto un esperimento utilizzando una linea di vite specifica che mantiene una composizione genetica costante. Questo era cruciale perché crescere da semi porta tipicamente a variazioni nella prole.

Il team ha coltivato piante di vite da semi, assicurandosi che avessero background genetici quasi identici, il che aiuta a capire come le piante passano attraverso le loro varie fasi. Hanno studiato le piante in due momenti diversi: quando erano giovanili e dopo essere entrate nella fase adulta. Ciò ha comportato il prelievo di campioni dalle piante e l'analisi del loro materiale genetico per vedere quali geni erano attivi in ogni fase.

Risultati: I Risultati

Dopo aver condotto i loro esperimenti, gli scienziati hanno identificato migliaia di geni che erano espressi diversamente tra le viti giovanili e quelle adulte. I dati hanno mostrato che diversi geni chiave coinvolti nella regolazione della transizione da giovanile ad adulto erano, infatti, attivi nelle viti. I pattern attesi di miR156 in diminuzione e miR172 in aumento sono stati osservati, anche se non nello stesso modo delle altre piante.

Differenze Rispetto ad Altre Piante

Nonostante alcune somiglianze con altre piante, le viti mostrano alcune caratteristiche uniche. Ad esempio, i percorsi di segnalazione attesi per la fioritura non agivano allo stesso modo come nei modelli di piante come Arabidopsis. Nelle viti, anche mentre la pianta maturava e alcuni geni venivano attivati, altri restavano inattivi: i processi non erano così semplici come nelle piante annuali.

Questo potrebbe suggerire che le viti si stanno ancora preparando per il loro futuro come piante fiorite, anche se attualmente non stanno fiorendo. Lo studio ha suggerito che potrebbero avere modi diversi per gestire la crescita e la fioritura nel loro ciclo vitale a lungo termine.

Implicazioni per l'Agricoltura e la Selezione

Questi risultati hanno implicazioni nel mondo reale. Capire come le viti transitano può aiutare gli agricoltori a sapere di più su come coltivare efficacemente l'uva e pianificare i loro raccolti. Può anche aiutare nei programmi di selezione mirati a sviluppare nuove varietà che possono prosperare in diversi climi e condizioni.

Gli agricoltori vogliono uve che fioriscano al momento giusto in modo da poter sfruttare al meglio ogni stagione di crescita. Comprendendo le complesse dinamiche genetiche alla base della crescita delle viti, possono migliorare le loro pratiche di selezione, portando a frutti migliori in futuro.

Conclusione

Il viaggio di una vite da seme a maturità è pieno di colpi di scena. Anche se seguono un modello familiare di crescita giovanile seguito dalla fase adulta, lo fanno con il loro tocco unico. I segnali che ricevono dall'ambiente e i geni che orchestrano la loro crescita fanno parte di una grande performance che le piante mettono in scena ogni anno.

Studiare i misteri della crescita delle piante può aiutare gli scienziati a sbloccare pratiche migliori per coltivare frutta e verdura, il che è vantaggioso per tutti. Quindi, la prossima volta che ti godi un grappolo d'uva, ricorda l'epica storia del suo viaggio da un seme minuscolo a una vite fruttifera!

Fonte originale

Titolo: Transcriptomic regulation of juvenile-to-adult vegetative phase transition in grapevine

Estratto: 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.

Autori: Yolanda Ferradás, Carolina Royo, José Miguel Martínez-Zapater, Diego Lijavetzky

Ultimo aggiornamento: 2024-12-30 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630313

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630313.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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