Ele está nos genes: Pesquisa aponta como as plantas se sabe quando a flor

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25 de Maio, 2012

os Cientistas acreditam que identificou a última peça crucial dos anos 80-ano-velho enigma de como as plantas “saber” quando a flor.Determinar o tempo adequado para florescer, importante se uma planta deve se reproduzir com sucesso, envolve uma sequência de eventos moleculares, o relógio circadiano de uma planta e a luz solar.

a Compreensão de como a floração de obras no simples planta utilizada neste estudo – Arabidopsis – deve levar a uma melhor compreensão de como os mesmos genes de trabalho mais complexos de plantas cultivadas, como culturas, como o arroz, trigo e cevada, de acordo com Takato Imaizumi, da Universidade de Washington, professor assistente de biologia e autor de um artigo de 25 de Maio edição da revista Science.

“se pudermos regular o momento da floração, poderemos aumentar o rendimento das culturas acelerando ou atrasando isso. Conhecer o mecanismo nos dá as ferramentas para manipular isso”, disse Imaizumi. Juntamente com as culturas alimentares, o trabalho também pode levar a maiores rendimentos de plantas cultivadas para biocombustíveis.

em épocas específicas do ano, as plantas com flores produzem uma proteína conhecida como Locus florido T em suas folhas que induz a floração. Uma vez que esta proteína é feita, ela viaja das folhas para o ápice do rebento, uma parte da planta onde as células são indiferenciadas, o que significa que elas podem se tornar folhas ou flores. No ápice da parte aérea, essa proteína inicia as mudanças moleculares que enviam as células no caminho para se tornarem Flores.Mudanças na duração do dia dizem a muitos organismos que as estações estão mudando. Há muito se sabe que as plantas usam um mecanismo interno de manutenção do tempo conhecido como relógio circadiano para medir as mudanças na duração do dia. Os relógios circadianos sincronizam processos biológicos durante períodos de 24 horas em pessoas, animais, insetos, plantas e outros organismos.Imaizumi e os co-autores do artigo investigaram o que é chamado de proteína FKF1, que eles suspeitavam ser um jogador-chave no mecanismo pelo qual as plantas reconhecem a mudança sazonal e sabem quando florescer. A proteína FKF1 é um fotorreceptor, o que significa que é ativado pela luz solar.

“a proteína fotorreceptora fkf1 em que estamos trabalhando é expressa no final da tarde todos os dias e é fortemente regulada pelo relógio circadiano da planta”, disse Imaizumi. “Quando essa proteína é expressa durante dias curtos, essa proteína não pode ser ativada, pois não há luz do dia no final da tarde. Quando esta proteína é expressa durante um dia mais longo, este fotorreceptor faz uso da luz e ativa os mecanismos de floração envolvendo o Locus de floração T. O relógio circadiano regula o tempo do fotorreceptor específico para a floração. É assim que as plantas sentem diferenças na duração do dia.”

este sistema impede que as plantas floresçam quando é um momento ruim para se reproduzir, como o inverno morto, quando os dias são curtos e as noites são longas.

as novas descobertas vêm do trabalho com a planta Arabidopsis, uma pequena planta da família da mostarda que é frequentemente usada em pesquisas genéticas. Eles validam previsões de um modelo matemático do mecanismo que faz com que Arabidopsis floresça que foi desenvolvido por Andrew Millar, professor de biologia da Universidade de Edimburgo e co-autor do artigo.”Nosso modelo matemático nos ajudou a entender os princípios operacionais do sensor de comprimento do Dia das plantas”, disse Millar. “Esses princípios serão verdadeiros em outras plantas, como o arroz, onde a resposta do dia da colheita é um dos fatores que limitam onde os agricultores podem obter boas colheitas. É a mesma resposta do dia que precisa de iluminação controlada para galinhas poedeiras e fazendas de peixes, por isso é tão importante entender essa resposta em animais.”As proteínas envolvidas nos animais ainda não são tão bem compreendidas quanto nas plantas, mas esperamos que os mesmos princípios que aprendemos com esses estudos sejam aplicados.”

o primeiro autor do artigo é Young hun Song, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório uw de Imaizumi. Os outros co-autores são Benjamin To, que era um estudante de graduação da UW quando este trabalho estava sendo conduzido, e Robert Smith, um estudante de pós-graduação da Universidade de Edimburgo. O trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde e pelo Conselho de pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas do Reino Unido.

Para mais informações:
Imaizumi, 206-543-8709, [email protected]