Primordio - Primordium

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Primordios de la raíz (manchas marrones) como se ve en el extremo de una corona de piña recién cortada destinada a la reproducción vegetativa .

Un primordio ( / p r aɪ m ɔr d i ə m / ; plural: primordios ; sinónimo: Anlage ) en embriología , es un órgano o tejido en su etapa reconocible más temprana del desarrollo. Las células del primordio se denominan células primordiales . Un primordio es el conjunto más simple de células capaces de desencadenar el crecimiento del órgano potencial y la base inicial a partir de la cual un órgano puede crecer. En las plantas con flores, un primordio floral da lugar a una flor.

Aunque es un término de uso frecuente en biología vegetal, la palabra se usa para describir la biología de todos los organismos multicelulares (por ejemplo: un primordio de diente en animales, un primordio de hoja en plantas o un primordio de esporóforo en hongos).

Desarrollo del primordio en plantas.

Dos primordios
Formación de nuevo primordio
Espiral generativa
Migración de hojas

Las plantas producen células primordiales de hojas y flores en el meristemo apical del brote (SAM). El desarrollo del primordio en las plantas es fundamental para el correcto posicionamiento y desarrollo de los órganos y células de las plantas. El proceso de desarrollo del primordio está intrincadamente regulado por un conjunto de genes que afectan el posicionamiento, el crecimiento y la diferenciación del primordio. Los genes que incluyen STM (brote sin meristemas) y CUC (cotiledón en forma de copa) están involucrados en la definición de los bordes del primordio recién formado.

La hormona vegetal auxina también se ha implicado en este proceso, y el nuevo primordio se inicia en la placenta, donde la concentración de auxina es más alta. Aún queda mucho por entender sobre los genes implicados en el desarrollo del primordio.

Los primordios de las hojas son grupos de células que se convertirán en hojas nuevas. Estas nuevas hojas se forman cerca de la parte superior del brote y se asemejan a excrecencias nudosas o conos invertidos. Los primordios florales son los pequeños capullos que vemos al final de los tallos, a partir de los cuales se desarrollarán las flores. Los primordios florales comienzan como un pliegue o hendidura y luego se forman en un bulto. Este abultamiento es causado por un crecimiento más lento y menos anisotrópico , o direccionalmente dependiente.

Iniciación Primordium

La iniciación de los primordios es el precursor del inicio de un primordio y, por lo general, confiere un nuevo crecimiento (ya sea flores u hojas) en las plantas una vez que están completamente maduras. En los pinos , los primordios de las hojas se convierten en yemas, que eventualmente se alargan en brotes, luego en tallos y luego en ramas. Aunque los primordios generalmente solo se encuentran en el crecimiento de nuevas flores y hojas, también se pueden encontrar primordios de raíces en plantas, pero generalmente se los conoce como primordio de raíz lateral o raíces adventicias . El proceso de iniciación del primordio de la raíz lateral se ha estudiado en Arabidopsis thaliana , aunque el proceso en otras angiospermas aún está en análisis. Los primordios se inician por división celular local y agrandamiento en el meristemo apical del brote. Al menos en las plantas de trigo, las tasas de iniciación del primordio foliar aumentan con el aumento de la temperatura ambiente, y el número de hojas de algunas variedades disminuye con el aumento de la duración del día.

El papel de la auxina en el desarrollo primordial

La auxina es un grupo de hormonas vegetales , o fitohormonas, que juega un papel clave en casi todas las áreas de crecimiento y desarrollo de las plantas. Las concentraciones de auxinas afectan la mitosis, la expansión celular y la diferenciación celular. Se están realizando muchas investigaciones actuales para explicar el papel que asiste en el proceso del primordio de la planta. Se cree que controla estos procesos al unirse a un receptor específico en las células vegetales e influye en la expresión génica. Afecta a los factores de transcripción que controlan la regulación positiva o negativa de los genes de auxina que se relacionan con el crecimiento. Esto ha llevado a los investigadores a creer que la acumulación de auxinas, así como la disminución de los niveles de auxinas, podrían controlar las diferentes fases del desarrollo del primordio. Los gradientes de concentración de auxinas son necesarios para iniciar y continuar el crecimiento primordial. Las concentraciones más altas les permiten unirse a las células y dan como resultado efectos posteriores que conducen al crecimiento primordial. Las auxinas tienen un gran impacto en el desarrollo del primordio de las plantas debido a su efecto sobre la regulación genética.

Primordio raíz

Las raíces laterales son uno de los tejidos más importantes en la estructura anatómica de una planta. Proporcionan apoyo físico y absorben agua y nutrientes para el crecimiento. Antes de la aparición de raíces laterales en el proceso morfogenético, se forma un nuevo primordio de raíz lateral que consta de células primordiales. Las divisiones celulares localizadas en el periciclo dan lugar a los primordios de la raíz lateral. Este patrón de crecimiento da lugar a un haz de tejido. La posterior acumulación de división celular y agrandamiento en este haz de tejido da lugar a una nueva estructura conocida como primordio de la raíz. El primordio de la raíz emerge como una nueva raicilla lateral creando su propio ápice y capa de raíz. Tanto los estudios genéticos como los fisiológicos señalan la importancia de la auxina en la iniciación de LR y el desarrollo del primordio en el proceso de formación de LR, pero la citoquinina regula negativamente el crecimiento de LR. Sin embargo, no se comprenden completamente los mecanismos completos de cómo estas diferentes hormonas afectan el transporte, la señalización o la biosíntesis de las otras. El gen PUCHI (específicamente un gen AP2 / EREBP regulado por auxina), juega un papel vital en la coordinación de la organización / patrón de división celular durante el desarrollo del primordio de la raíz lateral (LRP), en Arabidopsis thaliana. La expresión de PUCHI se regula a través de la concentración de auxina y, debido a esto, se requiere auxina exógena para aumentar la transcripción de los genes de PUCHI. Esto nos permite inferir que el gen PUCHI debe estar aguas abajo de la señalización de auxinas. Un método utilizado para probar la teoría de que PUCHI es responsable del desarrollo de LRP fue el uso de la columna de acceso de Arabidopsis Thaliana como cepa de tipo salvaje (WT) y el aislamiento del mutante PUCHI-1 de la inserción del ADN-T. La función del gen PUCHI se demostró mediante el uso del mutante PUCHI-1 (utilizando Arabidopsis Thaliana como planta modelo), que si se retrocruzaba tres veces con Arabidopsis Thaliana accession col (WT), se demostró que afectaba el desarrollo del primordio de la raíz y la flor laterales. atrofiando el crecimiento de LR. Una de las muchas teorías que existen es que la auxina promueve la expresión de PUCHI aguas abajo a través de un efecto de señalización en cascada, al activar las funciones de las proteínas ARF y Aux / IAA. Los genes PUCHI actúan como un regulador transcripcional del desarrollo del primordio de la raíz lateral controlando su división celular durante esta etapa.

Primordio de hoja

Los primeros eventos en el desarrollo de las hojas se dividen en tres procesos principales:

1. Iniciación del primordio foliar.

2. Establecimiento de dorsoventralmente ( polaridad abaxial-adaxial ) que se establece con abultamiento de los primordios

3.Desarrollo de un meristemo marginal

El inicio del desarrollo de los órganos laterales y las hojas depende de la estructura del meristemo apical del brote (SAM). En el centro del SAM, hay una zona central de muchas células indeterminadas e indiferenciadas donde la división celular es poco frecuente. Las células se dividen con más frecuencia en las zonas periféricas que flanquean la SAM y se incorporan a los primordios de las hojas, también denominadas células fundadoras de las hojas. Las células se reclutan a partir de los flancos del meristemo apical del brote que inicia el desarrollo de los primordios foliares.

Las señales que se propagan en la epidermis inician el crecimiento de los primordios en direcciones alejadas de los cotiledones (en plantas dicotiledóneas ) en patrones simples, conocidos como filotaxis . La filotaxis es la disposición de las hojas sobre un eje o tallo y puede estar dispuesta en un patrón de espiral o verticilo moviéndose radialmente dividiendo continuamente las células en sus bordes centrales. Los patrones filotácticos determinan la arquitectura de la planta y las posiciones de donde se desarrollarán nuevas hojas pueden predecirse fácilmente observando las ubicaciones de los primordios de las hojas existentes.

La señal instructiva clave para la formación de patrones filotácticos es la auxina. Los primordios de las hojas se especifican como máximos de auxina en una región flanqueante del SAM siguiendo las reglas de la filotaxia. Los patrones en espiral filotácticos, como se observa en Arabidopsis , tienen una distribución desigual de auxinas entre los lados izquierdo y derecho, lo que resulta en un crecimiento asimétrico de las láminas de las hojas. Por ejemplo, en los patrones espirales filotácticos en el sentido de las agujas del reloj, el lado izquierdo crecerá más que el derecho y viceversa para los patrones espirales filotácticos en sentido antihorario. La iniciación de la hoja requiere una alta concentración de auxina intracelular y se genera mediante el transporte direccional de auxinas a través del SAM. Una vez en el meristemo, los primordios de los órganos en desarrollo actúan como sumideros, absorbiendo y agotando la auxina del tejido circundante. La acumulación de auxina en los primordios del órgano en desarrollo induce la formación de un nuevo primordio foliar. El SAM continúa produciendo primordios foliares regularmente en sus flancos durante la fase vegetativa.

Ver también

Referencias

  1. ^ MedicineNet.com
  2. ^ Noble, R .; TR Fermor; S. Lincoln; A. Dobrovin-Pennington; C. Evered; A. Mead; R. Li (2003). "Iniciación de primordios de cepas de hongos (Agaricus bisporus) en materiales de carcasa axénica" (PDF) . Micología . 95 (4): 620–9. doi : 10.2307 / 3761938 . ISSN  0027-5514 . JSTOR  3761938 . PMID  21148971 .
  3. ↑ a b Heisler, Marcus G .; Carolyn Ohno; Pradeep Das; Patrick Sieber; Gonehal V. Reddy; Jeff A. Long; Elliot M. Meyerowitz (2005). "Patrones de transporte de auxinas y expresión génica durante el desarrollo del primordio revelados por imágenes en vivo del meristema de la inflorescencia de Arabidopsis" . Biología actual . 15 (21): 1899–1911. doi : 10.1016 / j.cub.2005.09.052 . ISSN  0960-9822 . PMID  16271866 . S2CID  14160494 .
  4. ^ http://www.plant-biology.com
  5. ↑ Lanner, Ronald M. (7 de febrero de 2017). "La iniciación de Primordium impulsa el crecimiento del árbol" . Annals of Forest Science . 74 (1): 11. doi : 10.1007 / s13595-016-0612-z . ISSN  1297-966X . S2CID  8030672 .
  6. ^ Wachsman, Guy; Benfey, Philip N. (febrero de 2020). "Iniciación de la raíz lateral: la aparición de nuevos primordios después de la muerte celular" . Biología actual . 30 (3): R121 – R122. doi : 10.1016 / j.cub.2019.12.032 . ISSN  0960-9822 . PMID  32017881 .
  7. ^ Torres-Martínez, Héctor H .; Rodríguez-Alonso, Gustavo; Shishkova, Svetlana; Dubrovsky, Joseph G. (2019). "Morfogénesis de primordio de raíz lateral en angiospermas" . Fronteras en ciencia vegetal . 10 : 206. doi : 10.3389 / fpls.2019.00206 . ISSN  1664-462X . PMC  6433717 . PMID  30941149 .
  8. ^ Wardlaw, CW (octubre de 1968). "Morfogénesis en plantas: un estudio contemporáneo" . Ciencia del suelo . 106 (4): 325. Código Bibliográfico : 1968SoilS.106..325W . doi : 10.1097 / 00010694-196810000-00021 . ISSN  0038-075X .
  9. ↑ Miglietta, F. (1 de julio de 1989). "Efecto del fotoperiodo y la temperatura sobre las tasas de iniciación foliar en el trigo (Triticum spp.)" . Investigación de cultivos de campo . 21 (2): 121–130. doi : 10.1016 / 0378-4290 (89) 90048-8 . ISSN  0378-4290 .
  10. ^ a b Paque, Sebastien; Weijers, Dolf (10 de agosto de 2016). "Q&A: Auxin: la molécula vegetal que influye en casi todo" . Biología BMC . 14 (1): 67. doi : 10.1186 / s12915-016-0291-0 . ISSN  1741-7007 . PMC  4980777 . PMID  27510039 .
  11. ^ Woodward, Andrew W .; Bartel, Bonnie (septiembre de 2005). "Un receptor de auxina" . La célula vegetal . 17 (9): 2425–2429. doi : 10.1105 / tpc.105.036236 . ISSN  1040-4651 . PMC  1197424 . PMID  16141189 .
  12. ^ Pandey, Veena; Bhatt, Indra Dutt; Nandi, Shyamal Kumar (1 de enero de 2019). "Papel y regulación de la señalización de auxinas en la tolerancia al estrés abiótico" . Moléculas de señalización de plantas : 319–331. doi : 10.1016 / B978-0-12-816451-8.00019-8 . ISBN 9780128164518.
  13. ^ Heisler, Marcus G .; Ohno, Carolyn; Das, Pradeep; Sieber, Patrick; Reddy, Gonehal V .; Long, Jeff A .; Meyerowitz, Elliot M. (8 de noviembre de 2005). "Patrones de transporte de auxinas y expresión génica durante el desarrollo del primordio revelados por imágenes en vivo del meristema de la inflorescencia de Arabidopsis" . Biología actual . 15 (21): 1899–1911. doi : 10.1016 / j.cub.2005.09.052 . ISSN  0960-9822 . PMID  16271866 . S2CID  14160494 .
  14. ^ Overvoorde, Paul; Fukaki, Hidehiro; Beeckman, Tom (junio de 2010). "Control de auxinas del desarrollo de raíces" . Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología . 2 (6): a001537. doi : 10.1101 / cshperspect.a001537 . ISSN  1943-0264 . PMC  2869515 . PMID  20516130 .
  15. ^ Malamy, Jocelyn; Benfey, Philip (1997). "Organización y diferenciación celular en raíces laterales de Arabidopsis thaliana" . Development (Cambridge, Inglaterra) . 124 (1): 33–44. doi : 10.1242 / dev.124.1.33 . PMID  9006065 .
  16. ^ Jing, H; Strader, LC (enero de 2019). "Interacción de auxinas y citoquininas en el desarrollo de la raíz lateral" . Revista Internacional de Ciencias Moleculares . 20 (3): 486. doi : 10.3390 / ijms20030486 . PMC  6387363 . PMID  30678102 .
  17. ^ a b Hirota, A., Kato, T., Fukaki, H., Aida, M. y Tasaka, M. (sin fecha). El gen PUCHI de AP2 / EREBP regulado por auxina es necesario para la morfogénesis en el primordio de la raíz lateral temprana de Arabidopsis. The Plant Cell., 19 (7), 2156-2168.
  18. ^ a b c d Itoh, JI, Kitano, H., Matsuoka, M. y Nagato, Y. (2000). Los genes de organización de los brotes regulan la organización del meristemo apical de los brotes y el patrón de iniciación del primordio foliar en el arroz. La célula vegetal, 12 (11), 2161-2174. https://doi.org/10.1105/tpc.12.11.2161
  19. ^ a b c Tsukaya, Hirokazu. (2013) Desarrollo de hojas. The Arabidopsis Book, 11, The American Society of Plant Biologists. https://doi.org/10.1199/tab.0163
  20. ↑ a b Abraham-Shrauner, B. y Pickard, BG (2011). Un modelo de iniciación foliar: determinación de la filotaxis por ondas en el círculo generativo. Señalización y comportamiento de plantas, 6 (11), 1755-1768. https://doi.org/10.4161/psb.6.11.17506
  21. ^ Liu, X., Yang, S., Yu, C.-W., Chen, Y., Wu, K. (2016). Acetilación de histonas y desarrollo vegetal. The Enzymes, 40, 173-199. https://doi.org/10.1016/bs.enz.2016.08.00 1
  22. ^ a b c Hombre, Chan Ha, junio, Ji Hyung, Jennifer C. (2010). Disparar la forma y función del meristemo apical. Temas actuales en biología del desarrollo, 91, 103-140. https://doi.org/10.1016/S0070-2153(10)91004-1