UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

La inducció floral és un procés de gran importància en el desenvolupament de les plantes, que determina el punt d'inici de la formació de les estructures reproductores, és a dir de les flors. Cal un estricte control genètic d'aquest procés per optimitzar el moment en què la planta mobilitzarà les seves reserves i invertirà la seva energia en la producció de la descendència, d'una altra manera, podria florir en condicions poc favorables (per exemple durant l’hivern, quan els dies són més freds i curts). Per això, la transició de la fase vegetativa a la reproductiva s'ha de donar en el moment fisiològic òptim per a la planta i coincidir amb unes condicions ambientals favorables, que en la majoria de les espècies que creixen en climes temperats és durant la primavera.

En Arabidopsis thaliana, la planta model per excel·lència en els laboratoris de biologia molecular, la inducció floral es produeix, principalment, per l'activació d'un gen anomenat FLOWERING LOCUS T (FT) i per l'acció de les hormones gibberel·lines (GA). L'existència de repressors de la floració, és a dir de gens que eviten que es produeixi la inducció floral, és essencial per garantir una fase vegetativa (no reproductiva) prou llarga per assegurar l'èxit del procés reproductiu. En aquesta fase, les plantes produeixen fulles, creixen, i acumulen les reserves necessàries perquè es produeixi posteriorment la floració.

Aquest treball s'ha centrat en l'estudi dels gens TEMPRANILLO1 (TEM1) i TEMPRANILLO2 (TEM2), repressors de la floració, els quals actuen directament sobre FT i els gens de síntesi de les hormones GA. Hem aprofundit en l'estudi de la seva regulació per algunes de les rutes genètiques de control de la floració millor conegudes, les regulades per factors ambientals (com la llum o la temperatura) o per factors endògens (com l'edat de la planta, en la qual intervenen uns petits RNA anomenats microRNA).

Els resultats obtinguts ens han permès identificar alguns dels factors genètics i ambientals que regulen els gens TEMPRANILLO. Pel que fa a la resposta a la llum, hem demostrat que els gens TEM estan afectats per la cascada de senyalització de la llum, en la qual actuen de forma parcialment independent a un dels fotoreceptors més coneguts, el fitocrom B (phyB), el qual regula positivament, i mitjançant l'acció dels factors de transcripció VOZ1/VOZ2, l'expressió de TEM1 i TEM2. Les baixes temperatures, a través del gen SVP, també augmenten l'expressió dels TEM, mentre que les altes temperatures els regulen de forma negativa; aquests canvis en els nivells d'expressió de TEM1 i TEM2 estan relacionats amb una floració tardana o primerenca, respectivament. Finalment, les transicions de fase (fase juvenil a adulta i transició a la floració intervinguda per l'edat), controlades principalment pels microRNA miR156/miR172 i el factor SPL9, estan també regulades pels TEM.


Les condicions ambientals, juntament amb factors endògens, són claus per determinar quan és el millor moment perquè es produeixi la inducció floral. A la planta model Arabidopsis thaliana, les condicions favorables de fotoperíode (és a dir, el nombre d'hores de llum) és un dels factors que indueixen la floració. Així, les plantes que creixen en condicions de dia llarg (amb un major nombre d'hores de llum que de foscor) floreixen abans que aquelles que creixen en condicions desfavorables de dia curt (menys hores de llum respecte a les hores de foscor). A més de la llum, la temperatura també regula el moment de la floració. Un descens moderat de la temperatura, de 16 ºC a 22 ºC, provoca un retard en la floració, mentre que al contrari, un lleuger increment, de 22 ºC a 27 ºC, indueix la inducció floral, promovent una floració més primerenca.


El coneixement generat en aquesta tesi ens permet concloure que els TEM connecten les diferents rutes de control de la floració i actuen com a integradors de les diferents senyals ambientals i endògenes. És a dir, que integren la informació que els arriba de la llum, la temperatura i l'estat intern de la planta, per evitar que es produeixi una floració precoç, quan les plantes creixen en condicions de fred, en condicions de dies curts o bé quan encara són massa joves.

Per tant, considerem que els gens TEM són elements clau que reforcen el control de la floració i la durada de les fases del desenvolupament en actuar en diferents vies i sobre diferents gens diana. D'aquesta manera, s'obté una major robustesa en el control de la floració, per tal d’assegurar que la planta no floreixi abans d'estar preparada per a això.