Equipe de pesquisa descobre mecanismo para o desenvolvimento de espiguetas na cevada
flo.a exibe espiguetas emparelhadas e arquitetura de inflorescência modificada. Crédito:Biologia Atual (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.083 A arquitetura da inflorescência de plantas cultivadas como a cevada é predominantemente regulada pela atividade e destino do meristema, que desempenham um papel crítico na determinação do número de estruturas florais para a produção de grãos.
As espiguetas são a unidade reprodutiva básica das inflorescências das gramíneas. A identidade e a determinação de muitos meristemas de gramíneas são parcialmente determinadas por um grupo de genes expressos especificamente nos limites dos órgãos, que podem formar centros de sinalização locais que regulam o destino e a atividade dos meristemas adjacentes.
Esses genes são essenciais para o estabelecimento e manutenção de órgãos. As proteínas regulam diversas identidades celulares, a iniciação do meristema axilar e o desenvolvimento adequado de órgãos e tecidos vizinhos.
Neste estudo, a equipe de pesquisa caracterizou um mutante de desenvolvimento de espiguetas de cevada, extra floret-a (flo.a). flo.a produziu espiguetas extras e glumas fundidas devido ao estabelecimento defeituoso dos limites dos órgãos, que separam os meristemas dos órgãos em desenvolvimento, como o meristema da inflorescência e o desenvolvimento dos primórdios das espiguetas.
A pesquisa é publicada na revista Current Biology .
O gene HvALOG1 desempenha um papel crucial na manutenção da arquitetura da inflorescência da cevada. Por um lado, a proteína localizada na fronteira está associada a sinais que conferem o desenvolvimento adequado do meristema de espiguetas (ou seja, não celular de forma autônoma); por outro lado, controla a formação de limites entre os órgãos florais (de forma autônoma).
O estudo oferece novos insights sobre a função dos membros da família ALOG na regulação da atividade do meristema e do desenvolvimento da inflorescência na cevada. Crédito:Instituto IPK Leibniz/ T. Schnurbusch
“Mostramos que as mutações no HvALOG1 levam à produção de espiguetas extras e estão ligadas à fusão de órgãos florais derivados da formação inadequada de limites”, diz Guojing Jiang, primeiro autor do estudo.
“Nosso estudo oferece novos insights sobre a função dos membros da família ALOG na regulação da atividade do meristema e do desenvolvimento da inflorescência na cevada”, diz o Prof. "Essas descobertas podem contribuir para a nossa compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes ao desenvolvimento da inflorescência e podem ter implicações para a melhoria das culturas."
A identificação do gene ALOG-1 do trigo e sua função durante o desenvolvimento das espiguetas foi descrita no artigo co-publicado por Gauley, que mostra que o ALOG-1 do trigo não é expresso no meristema das espiguetas, mas produz espiguetas extras no mutante, o que é consistente com o efeito encontrado na cevada.
“Nossos resultados conjuntos revelam um mecanismo importante e conservado do ALOG1 na especificação da determinação do meristema de espiguetas e na manutenção da inflorescência característica do tipo espiga de cereais em gramíneas Triticeae”, diz Schnurbusch.
