Las plantas se preparan para arrojar con precisión flores y hojas

En la primavera, los pétalos de la flor de cerezo rosa son llevados por el viento. Cada uno de los pétalos que caen deja un pequeño corte abierto en la planta, que puede ser propenso a la infección

Fecha: 07-May-2018

 Lo mismo sucede cuando las plantas arrojan hojas, frutos y semillas. Los biólogos de DGIST e IBS acaban de informar en Cell cómo las plantas regulan el proceso de desprendimiento y se protegen. Como el desprendimiento está estrechamente asociado con el ciclo de vida de una planta, este es un tema de gran interés para mejorar la producción de cultivos y frutas.

Para que las hojas, flores y frutas caigan, las proteínas específicas conocidas como enzimas de procesamiento de la pared celular deben actuar con precisión para degradar la pared celular, facilitando el desprendimiento de célula a célula. De forma similar a una herida en la planta, la abertura se debe volver a cerrar rápidamente para evitar la infección bacteriana, pero los investigadores encontraron que, en contraste con una herida, las plantas usan un mecanismo diferente para sellar la abertura.

Se descubrió que el punto de desprendimiento (zona de abscisión) constaba de dos tipos de células vecinas: células residuales (REC) que permanecían en la planta y células de secesión (SEC). “La separación debe ser precisa y mínima, ya que el proceso aumenta transitoriamente la vulnerabilidad al peligro ambiental”, explica June M. Kwak, autor principal del estudio.

Los investigadores de DGIST e IBS utilizaron el modelo de planta clásico Arabidopsis thaliana para investigar cómo las plantas superan la restricción física de las paredes celulares y logran la abscisión de órganos. Los dos tipos de células en la zona de abscisión muestran diferentes actividades y arquitecturas celulares. En particular, las SEC forman de dos a tres capas de lignina con una estructura de panal. En el área de desprendimiento, la lignina actúa como un refuerzo molecular que puede mantener juntas las SEC individuales cuando se desprenden de la planta. Además, podría limitar las enzimas de procesamiento de la pared celular a un área confinada, lo que permite una abscisión de precisión.

“Debido a la ligera y rígida propiedad de la arquitectura en nido de abeja, tal vez no sea sorprendente que descubramos que las células vegetales han desarrollado una estructura tal para llevar a cabo un proceso celular potencialmente peligroso con gran precisión”, explica Kwak.

Inmediatamente después de que el viento arrastra a las SEC, las REC acumulan una delgada pared celular que es vulnerable a infecciones y daños externos. Para proteger la superficie celular recién formada, los REC se protegen con un revestimiento protector hecho de cutina, que es responsable de la protección de la superficie contra los patógenos. Esto indica que las REC no epidérmicas cambian la identidad convirtiéndose en células epidérmicas. Esto es particularmente interesante ya que se pensó que la especificación de la identidad de la célula epidérmica estaba restringida a la etapa embrionaria.

La formación de esta capa de cutina es distinta del mecanismo de curación de heridas de la planta. Este último proporciona una barrera de protección hecha de corcho en lugar de cutín. Cómo se relacionan los dos procesos sigue siendo misterioso.