La heterofilia, la plasticidad de la forma de la hoja en respuesta a las condiciones ambientales, ocurre en plantas acuáticas y anfibias donde modula la forma de la hoja, el intercambio de gases y la fotosíntesis, proporcionando un buen modelo para la aclimatación de la planta al medio ambiente.
por Liu Jia, Academia China de Ciencias
Aunque la heterofilia se observó ampliamente en la naturaleza, aún no se han realizado estudios transgénicos y su mecanismo molecular se desconoce en gran medida. Hygrophila difformis (Acanthaceae) se ha fusionado recientemente como un modelo de planta para el estudio de la heterofilia debido a su plasticidad fenotípica típica a varios factores ecológicos, pero los mecanismos no han sido identificados.
En un estudio publicado en Plant Physiology , un equipo de investigación dirigido por el Prof. Hou Hongwei del Instituto de Hidrobiología (IHB) de la Academia de Ciencias de China proporcionó evidencia genética sobre el mecanismo molecular de la heterofilia en Hygrophila difformis.
Los investigadores primero clonaron el gen de la familia Knotted1-Like Homeobox Shoot Meristemless (STM) de Hygrophila difformis y verificaron que su expresión cambiaba con factores ambientales.
Realizaron una sobreexpresión ectópica de HdSTM en Arabidopsis thaliana y descubrieron que las plantas transgénicas aumentaban la complejidad de las hojas.
Además, los investigadores sobreexpresaron HdSTM en Hygrophila difformis y descubrieron que las plantas transgénicas inducían variaciones rápidas en la inmersión de las hojas, mientras que la eliminación de HdSTM provocaba alteraciones en el desarrollo de las hojas y debilitaba la heterofilia.
Los investigadores detectaron además el patrón de expresión de Cup-Shaped Cotyledon3 (CUC3) en Hygrophila difformis y descubrieron que HdCUC3 tenía el mismo patrón de expresión espaciotemporal que HdSTM. El análisis bioquímico reveló una interacción física entre HdSTM y HdCUC3.
Este estudio proporcionó la evidencia genética de que HdSTM está involucrado en la regulación de la heterofilia en Hygrophila difformis y reveló un aspecto fundamental del control de la forma de la hoja que se coopta para permitir la aclimatación de la planta al medio ambiente.
Más información: Gaojie Li et al, SHOOT MERISTEMLESS participa en la heterofilia de Hygrophila difformis (Acanthaceae), Plant Physiology (2022). DOI: 10.1093/plphys/kiac382
