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    Como as plantas escolhem seus parceiros e repelem outros pretendentes

    A imagem profunda revela dinâmica e sinalização na orientação individual do tubo polínico. Crédito:Issey Takahashi


    Um grupo de cientistas da Universidade de Nagoya, no Japão, utilizou uma técnica microscópica especializada para observar o processo de reprodução interna da planta Arabidopsis. Suas descobertas, publicadas em Relatórios EMBO , revelam o mecanismo por trás de uma flor feminina que atrai seletivamente uma única contraparte masculina. Estas descobertas fornecem informações que podem ajudar a otimizar a produção de sementes e melhorar as práticas de melhoramento agrícola.



    As angiospermas, comumente chamadas de plantas com flores, possuem órgãos reprodutivos masculinos e femininos. No processo de reprodução das plantas, quando um grão de pólen que transporta os gametas masculinos pousa no estigma de outra flor, inicia a formação de um tubo polínico. O tubo se estende através do estilete até o ovário, permitindo que os espermatozoides alcancem o óvulo e as células centrais do óvulo para fertilização.

    Para entender melhor esse processo, os pesquisadores criaram uma técnica microscópica única usando um microscópio de dois fótons. Segundo a autora principal, Yoko Mizuta, o esforço de três anos foi como uma jornada. “Envolveu técnicas delicadas de manuseio de amostras e otimização de condições, como comprimentos de onda de excitação, para obter imagens profundas de flores”, explicou ela.

    Usando sua técnica, a equipe conseguiu observar, pela primeira vez, o alongamento de múltiplos tubos polínicos dentro de um pistilo vivo e sua atração única pelo tecido feminino. Isso permitiu que identificassem um sinal emitido pelo tecido materno que atrai os tubos polínicos, levando-os a se alongar ao longo do tecido do estame e chegar ao local da fertilização. Este é o sinal que permite o gerenciamento preciso da orientação individual do tubo polínico.

    A orientação individual do tubo polínico é um processo crítico na reprodução das plantas que envolve a navegação precisa dos tubos polínicos até os óvulos individuais. Este mecanismo garante o sucesso da fertilização das angiospermas, facilitando o acoplamento específico entre os óvulos e os tubos polínicos individuais.

    Além do sinal que promove a atração entre os indivíduos, Mizuta e seus colegas também se surpreenderam ao encontrar um sinal de repulsão. Este sinal foi emitido ao atrair um tubo polínico, desencorajando a atração adicional de tubos polínicos adicionais. Além do processo de bloqueio de 45 minutos que impede que vários espermatozoides fertilizem o mesmo óvulo, um sinal de repulsão também direciona os pretendentes rejeitados para outros óvulos não pareados.

    “Acho o sistema de repulsão fascinante”, disse Mizuta. "As células que geram o sistema de atração são principalmente células sinérgicas, enquanto as células que geram o sistema de repulsão incluem vários tipos, como células somáticas e gametofíticas em níveis de múltiplas etapas. Acho muito interessante que todos os acoplamentos envolvam esse mecanismo de atração e repulsão. "

    Análises adicionais mostraram a complexidade do processo de orientação individual do tubo polínico, revelando um intrincado mecanismo regulatório que requer o envolvimento de várias células em plantas masculinas e femininas. Esta regulamentação precisa garante uma fertilização bem-sucedida e uma produção eficiente de sementes, especialmente sob condições ambientais desafiadoras.

    Mizuta enfatizou a importância deste mecanismo na maximização da produção de sementes. “Ao orquestrar com precisão o comportamento dos tubos polínicos, as plantas desenvolveram um mecanismo para garantir uma fertilização bem-sucedida e uma produção eficiente de sementes em terra seca com um número limitado de pretendentes”, observou ela.

    Esta pesquisa fornece informações valiosas sobre como as plantas se reproduzem e tem potencial para beneficiar o melhoramento agrícola, aumentando a produção de sementes e melhorando as taxas de germinação.

    Mais informações: Imagens profundas revelam dinâmica e sinalização na orientação individual do tubo polínico, Relatórios EMBO (2024). DOI:10.1038/s44319-024-00151-4
    Informações do diário: Relatórios EMBO

    Fornecido pelo Instituto de Biomoléculas Transformativas (ITbM), Universidade de Nagoya



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