A História do Crescimento das Videiras
Descubra as etapas do crescimento da videira e sua importância.
Yolanda Ferradás, Carolina Royo, José Miguel Martínez-Zapater, Diego Lijavetzky
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Índice
- O Ciclo de Vida das Plantas Floríferas
- Sinais Ambientais e Maturidade das Plantas
- A Importância do Tempo nas Frutíferas
- A Genética do Crescimento
- O Mistério da Transição Juvenil-Adulto
- Estudando Videiras
- O Experimento
- Resultados: As Descobertas
- Diferenças em Relação a Outras Plantas
- Implicações para Agricultura e Reproduzindo
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
As plantas crescem passando por diferentes fases na vida delas, assim como a gente vai de bebês a adultos. A jornada que elas fazem tem alguns passos chave, e entender essas etapas pode nos ajudar a valorizar mais as plantas e como elas crescem. Esse guia vai te mostrar as fases do crescimento das plantas, o papel dos genes e dos fatores ambientais, e como tudo isso se liga ao cultivo de frutas e vegetais.
O Ciclo de Vida das Plantas Floríferas
Assim como uma boa história de super-herói, as plantas têm personagens e desafios. Nossos heróis são as plantas floríferas, começando com uma semente bem pequena. Depois de brotar, essas plantas passam por um período chamado de crescimento juvenil. Durante esse tempo, elas estão se fortalecendo e se preparando para a próxima fase da vida, que é a fase adulta, quando finalmente conseguem produzir flores.
Conforme essas plantas juvenis crescem, elas mudam. Pense em como as crianças crescem e mudam a aparência. Da mesma forma, as folhas dessas plantas mudam de tamanho e forma, e até a forma como se ramificam pode mudar. Essa transformação é crucial porque ajuda a planta a se preparar para a floração quando estiver totalmente crescida.
Sinais Ambientais e Maturidade das Plantas
As plantas não são apenas personagens passivos nessa história; elas respondem ao que acontece ao redor. Fatores como a quantidade de luz que recebem (Fotoperíodo) e até a temperatura (Vernalização) podem sinalizá-las a começar a produzir flores. É como quando uma criança se sente pronta para enfrentar mais desafios; as plantas também percebem quando estão prontas para seguir em frente.
Mas nem todas as plantas seguem a mesma história. Enquanto algumas plantas crescem rápido e passam por essas etapas de forma ágil, outras, especialmente plantas lenhosas como árvores, demoram mais. Isso levanta um ponto interessante: as regras sobre quando essas mudanças acontecem podem variar dependendo do tipo de planta.
A Importância do Tempo nas Frutíferas
Para as árvores frutíferas, esse tempo é especialmente importante. Uma árvore que demora muito para crescer pode não ser legal para os agricultores que querem frutas agora! Se uma árvore fica muito tempo na fase juvenil, isso complica as coisas para a reprodução e a produção de frutas. Por isso os cientistas estão na busca de entender o que faz as plantas funcionarem, especialmente as frutíferas, porque isso ajuda a descobrir como melhorar as colheitas.
A Genética do Crescimento
As plantas têm um código genético, meio como um manual de instruções, que guia elas por essas etapas de crescimento. Alguns genes, chamados microARNs, têm papéis importantes nesse processo. Por exemplo, dois microARNs em particular, miR156 e miR172, são como irmãos mais velhos cuidando do irmão mais novo durante os anos de crescimento.
Conforme a planta amadurece, a presença do miR156 diminui, enquanto o miR172 começa a brilhar. O miR156 mantém as coisas sob controle durante a fase juvenil, enquanto o miR172 ajuda a empurrar a planta em direção à floração. Essa mudança nos níveis é crucial para ajudar a planta a saber que é hora de crescer e começar a florescer.
O Mistério da Transição Juvenil-Adulto
Mesmo com os cientistas tendo mapeado as mudanças genéticas que vêm com o crescimento, alguns detalhes ainda são meio nebulosos. Por exemplo, embora saibamos que o açúcar pode ajudar a incentivar essa transição, como exatamente isso acontece ainda é um mistério. O açúcar não serve só para doces; ele também tem um papel em sinalizar para a planta quando é hora de amadurecer.
Outro hormônio, chamado giberelina, também influencia o crescimento das plantas e é conhecido por ajudar a incentivar a floração em algumas espécies. Diferentes plantas reagem de maneiras diferentes às Giberelinas, o que pode complicar ainda mais as coisas. Então, é uma teia de sinais e respostas que as plantas têm que equilibrar enquanto vão passando pela vida.
Estudando Videiras
As videiras, ou Vitis vinifera, oferecem um estudo de caso interessante. Elas crescem de forma diferente de muitas outras plantas. A transição de juvenil para adulto acontece depois que a planta formou um certo número de nós. Essa mudança vem acompanhada de alterações visíveis na disposição das folhas e até nos tipos de estruturas que se desenvolvem. Plantas jovens de videira podem crescer gavinhas—estruturas que ajudam a subir—antes de começarem a produzir flores.
Quando as videiras crescem no primeiro ano, elas se concentram bastante em se fortalecer e desenvolver essas gavinhas. Só em anos posteriores que começam a produzir flores, um sistema que permite que elas se adaptem ao ambiente e maximizem suas chances de sobrevivência e reprodução.
O Experimento
Para aprender mais sobre como as videiras fazem a transição de juvenil para adulto, os cientistas fizeram um experimento usando uma linhagem específica de videira que mantém uma composição genética consistente. Isso foi crucial porque crescer a partir de sementes normalmente leva a variação na prole.
A equipe cultivou plantas de uva a partir de sementes, garantindo que tinham quase os mesmos antecedentes genéticos, o que ajuda a entender como as plantas fazem a transição entre suas várias fases. Eles estudaram as plantas em dois momentos diferentes: quando eram juvenis e depois que haviam entrado na fase adulta. Isso envolveu coletar amostras das plantas e analisar seu material genético para ver quais genes estavam ativos em cada fase.
Resultados: As Descobertas
Depois de realizar os experimentos, os cientistas identificaram milhares de genes que foram expressos de forma diferente entre as videiras juvenis e adultas. Os dados mostraram que vários genes chave envolvidos na regulação da transição de juvenil para adulto estavam, de fato, ativos nas videiras. Os padrões esperados de miR156 diminuindo e miR172 aumentando foram observados, embora não da mesma forma que em outras plantas.
Diferenças em Relação a Outras Plantas
Apesar de algumas semelhanças com outras plantas, as videiras mostraram algumas características únicas. Por exemplo, as vias de sinalização esperadas para a floração não agiram da mesma maneira que em plantas modelo como Arabidopsis. Nas videiras, mesmo quando a planta se amadurecia e certos genes eram ativados, outros permaneciam inativos—os processos não eram tão diretos quanto em plantas anuais.
Isso pode sugerir que as videiras ainda estão se preparando para o futuro como plantas floríferas, mesmo que não estejam atualmente florescendo. O estudo sugeriu que elas podem ter maneiras diferentes de gerenciar crescimento e floração em seu ciclo de vida a longo prazo.
Implicações para Agricultura e Reproduzindo
Essas descobertas têm implicações reais. Entender como as videiras fazem a transição pode ajudar os agricultores a saber mais sobre como cultivar uvas de forma eficaz e a temporizar suas colheitas. Também pode ajudar em programas de reprodução que visam desenvolver novas variedades que possam prosperar em diferentes climas e condições.
Os agricultores querem uvas que floresçam na hora certa para aproveitarem ao máximo cada estação de crescimento. Ao entender as intrigas genéticas complexas por trás do crescimento da videira, eles podem aprimorar suas práticas de reprodução, levando a melhores frutas no futuro.
Conclusão
A jornada de uma videira de semente à maturidade é cheia de reviravoltas. Embora elas sigam um padrão familiar de crescimento juvenil seguido pela fase adulta, elas fazem isso com seu próprio estilo único. Os sinais que recebem do ambiente e os genes que orquestram seu crescimento fazem parte de uma grande performance que as plantas apresentam a cada ano.
Estudando os mistérios do crescimento das plantas, os cientistas podem ajudar a desbloquear melhores práticas para cultivar frutas e vegetais, o que é uma vitória para todo mundo. Então, da próxima vez que você saborear um cacho de uvas, lembre-se da épica jornada desde uma pequena semente até uma videira frutífera!
Fonte original
Título: Transcriptomic regulation of juvenile-to-adult vegetative phase transition in grapevine
Resumo: 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 atualização: 2024-12-30 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: 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
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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