Controlo da arquitetura floral da cevada
Novas formas de aumentar o rendimento: investigadores identificam a chave para mais cereais
O aspeto da floração das gramíneas - incluindo a cevada - é controlado pelos "meristemas", que albergam as células estaminais das plantas. Os biólogos da Universidade Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) identificaram agora um péptido específico e o recetor associado que determinam o crescimento das inflorescências em dois eixos. Num estudo publicado na revista Nature Communications, explicam que o número de grãos de cevada formados também depende disso.
As gramíneas desenvolveram muitas formas diferentes de inflorescências. A forma como os grãos estão dispostos varia: algumas espécies formam inflorescências complexas e ramificadas que suportam vários grãos; outras, como a cevada, têm inflorescências muito mais simples. Na cevada, os grãos individuais são formados num eixo curto, a "raquila".
Estas diferenças na arquitetura da flor são criadas logo no início do desenvolvimento da planta. O tamanho, a posição e o tempo de vida dos meristemas determinam a formação final da inflorescência.
Uma equipa de cientistas liderada pelo Prof. Dr. Rüdiger Simon do Instituto de Genética do Desenvolvimento da HHU descobriu agora uma via de sinalização que regula a atividade de certos meristemas na cevada. Dr. Rüdiger Simon, do Instituto de Genética do Desenvolvimento da HHU, descobriu agora uma via de sinalização que regula a atividade de certos meristemas na cevada. Na revista Nature Communications, descrevem que um pequeno péptido segregado pelas células da raquila, denominado HvFCP1, interage com um recetor denominado HvCLV1, localizado na membrana plasmática, controlando assim o crescimento dos meristemas ao longo dos eixos vertical e horizontal. Este facto determina, em última análise, a forma da inflorescência da cevada.
Os investigadores também investigaram o que acontece quando os genes responsáveis pela formação de HvFCP1 ou HvCLV1 sofrem mutações. Nestes casos, as plantas desenvolvem inflorescências e ráquis maiores. As inflorescências destes mutantes da cevada - com a formação de várias flores (e mais tarde grãos) a partir de uma ráquis - assemelham-se então, na sua arquitetura, às inflorescências do trigo.
Na sua investigação, os autores do estudo combinaram uma análise da função genética a nível celular com uma caraterização fenotípica detalhada utilizando microscopia eletrónica de varrimento e de fluorescência. Simon: "A HHU está excelentemente equipada para este efeito graças ao seu centro de microscopia, o Center for Advanced Imaging (CAi)."
O primeiro autor do estudo, Dr. Isaia Vardanega, afirma: "A nossa descoberta permite-nos agora redesenhar as inflorescências das gramíneas. Ao compreender mais pormenorizadamente o sistema de células estaminais da cevada, podemos, por exemplo, aumentar o número de grãos e, assim, contribuir para uma maior produção agrícola".
Simon acrescenta: "Este trabalho lança as bases para novas abordagens de melhoramento genético direcionadas. O nosso conhecimento do controlo genético da arquitetura da cevada tornará possível produzir mais rapidamente novas variedades de plantas de elevado rendimento com a ajuda da edição do genoma."
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Publicação original
Isaia Vardanega, Jan Eric Maika, Edgar Demesa-Arevalo, Tianyu Lan, Gwendolyn K. Kirschner, Jafargholi Imani, Ivan F. Acosta, Katarzyna Makowska, Götz Hensel, Thilanka Ranaweera, Shin-Han Shiu, Thorsten Schnurbusch, Maria von Korff, Rüdiger Simon; "CLAVATA signalling shapes barley inflorescence by controlling activity and determinacy of shoot meristem and rachilla"; Nature Communications, Volume 16, 2025-4-26
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