Descobreixen els gens que controlen la identitat de pètals i estams en les leguminosas

Una recerca de el Consell Superior de Recerques Científiques (CSIC) ha estudiat el procés evolutiu dels gens responsables de controlar la identitat dels pètals i els estams (òrgans sexuals masculins) en les leguminosas. La comprensió dels mecanismes moleculars que controlen la regulació gènica del desenvolupament de les flors es deu, en gran mesura, a les anàlisis genètiques realitzades en plantes modelo com 'Arabidopsis thaliana' i 'Antirrhinum majus'. Aquests estudis van donar lloc al model ABC, que explica des de la genètica molecular el desenvolupament biològic dels òrgans de les flors en quatre verticilos: sèpals, pètals, estams i carpelos. No obstant això, estudis recents estan aportant nova informació sobre els gens que controlen la identitat dels òrgans florals en les plantes angiospermes, incloent a les leguminosas.

José Pío Beltrán, professor de recerca del CSIC en l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (centre mixt del CSIC i la Universitat Politècnica de València), explica: “Una flor com la de 'Arabidopsis thaliana' posseeix sèpals, pètals, estams i carpelos, la identitat dels quals depèn d'una sèrie de gens reguladors. L'expressió de gens del tipus A exclusivament produeix sèpals en el primer verticilo, una coexpresión dels gens A i B produeix els pètals en el segon, una actuació conjunta de gens de funció B i C estableix la identitat dels estams en el tercer, i per formar els carpelos únicament es requereix de l'activitat de gens de funció C a la cambra verticilo. A més, els gens de tipus A i C són antagonistas, on s'expressen els de tipus A no es poden expressar els de tipus C i viceversa”. L'investigador del CSIC Luis Canyes, que també ha participat en el treball, aclareix que “l'evolució dels gens de classe B que pertanyen a la família MADS-box s'havia estudiat amb anterioritat en diverses espècies de plantes, però no en leguminosas. Anàlisis filogenètiques dutes a terme en diverses espècies d'angiospermes mostraven una alta freqüència de duplicacions en gens del tipus B (Apetala3 i Pistillata)”. Canyes continua: “Els gens duplicats generalment adopten una de tres possibilitats evolutives diferents: no funcionalización, en la qual una de les còpies és silenciada; neofuncionalización, en la qual una còpia adquireix una funció totalment nova mentre que l'original manté la seva funció; i subfuncionalización, en la qual la còpia adquireix part de la funció de l'original. Així que ens vam proposar esbrinar què funció tenien aquests gens duplicats en les leguminosas”.

Per a això, un altre dels membres de l'equip i també investigadora del CSIC, Edelín Roque, compte: “El que vam fer va ser aïllar i caracteritzar gens del tipus AP3 en la leguminosa modelo Medicago truncatula, la qual cosa ens va permetre observar un patró d'expressió complementari d'aquests gens en pètals i estams. Posteriorment, anàlisis dutes a terme mitjançant tècniques de genètica reversa, ens van portar a la conclusió que aquests gens han estat sotmesos a un procés d'especialització funcional en el qual la funció del gen original descansa en tots dos gens duplicats amb repartiment de les funcions de tal manera que un intervé en major mesura en la identitat dels estams i l'altre en la dels pètals”.