Análisis microscópico de la autofluorescencia como un método complementario y útil para evaluar las diferencias en la anatomía y la distribución estructural subyacente a la variación evolutiva en la pérdida de dispersión de semillas en el frijol común
Autores: Santos, Ana M.; González, Ana M.; De Dios Alche, Juan; Santalla, Marta
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis microscópico de la autofluorescencia como un método complementario y útil para evaluar las diferencias en la anatomía y la distribución estructural subyacente a la variación evolutiva en la pérdida de dispersión de semillas en el frijol común
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Frijol común
Morfología de la vaina
Dispersión de semillas
Zona de dehiscencia
Propiedades mecánicas
Pared celular secundaria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El frijol común ha recibido atención como una planta modelo para estudios de legumbres, pero hay poca información disponible sobre la morfología de sus vainas y la relación de esta morfología con la pérdida de dispersión de semillas y/o la fibra de la vaina, que son rasgos agronómicos clave en la domesticación de legumbres. La dehiscencia está relacionada con la morfología de la vaina y la anatomía de los tejidos de la vaina debido al debilitamiento de las zonas de dehiscencia dorsal y ventral y las tensiones de las paredes de la vaina. Estas tensiones son producidas por las propiedades mecánicas diferenciales de los tejidos lignificados y no lignificados y los cambios en el turgor asociados con la maduración del fruto. En esta investigación, estudiamos histológicamente la zona de dehiscencia de las suturas ventral y dorsal de la vaina en dos genotipos contrastantes para la dehiscencia y la fibra, comparando diferentes métodos histoquímicos con autofluorescencia. Encontramos que las modificaciones de la pared celular secundaria de la sutura ventral de la vaina eran claramente diferentes entre el genotipo PHA1037, susceptible a la dehiscencia y con fibra, y el genotipo PHA0595, resistente a la dehiscencia y sin fibra. El genotipo susceptible tenía células de tapas de haz dispuestas en una forma de nudo de pajarita más fácilmente quebradiza. El genotipo resistente tenía un área de haz vascular más grande y células de tapa de fibra (FCCs) más grandes, y debido a su grosor, las células del margen de la válvula externa eran significativamente más fuertes que las del PHA1037. Nuestros hallazgos sugieren que el área de FCC y la disposición celular en la tapa de haz podrían ser estructuras parciales involucradas en la dehiscencia de la vaina del frijol común. El patrón de autofluorescencia en la sutura ventral nos permitió identificar rápidamente el fenotipo dehiscente y obtener una mejor comprensión de las modificaciones del tejido de la pared celular que ocurrieron a lo largo de la evolución del frijol, lo que tuvo un impacto en la mejora de cultivos. Informamos un protocolo simple de autofluorescencia para identificar de manera confiable la organización de la pared celular secundaria y su relación con la dehiscencia y la fibra en el frijol común.
Descripción
El frijol común ha recibido atención como una planta modelo para estudios de legumbres, pero hay poca información disponible sobre la morfología de sus vainas y la relación de esta morfología con la pérdida de dispersión de semillas y/o la fibra de la vaina, que son rasgos agronómicos clave en la domesticación de legumbres. La dehiscencia está relacionada con la morfología de la vaina y la anatomía de los tejidos de la vaina debido al debilitamiento de las zonas de dehiscencia dorsal y ventral y las tensiones de las paredes de la vaina. Estas tensiones son producidas por las propiedades mecánicas diferenciales de los tejidos lignificados y no lignificados y los cambios en el turgor asociados con la maduración del fruto. En esta investigación, estudiamos histológicamente la zona de dehiscencia de las suturas ventral y dorsal de la vaina en dos genotipos contrastantes para la dehiscencia y la fibra, comparando diferentes métodos histoquímicos con autofluorescencia. Encontramos que las modificaciones de la pared celular secundaria de la sutura ventral de la vaina eran claramente diferentes entre el genotipo PHA1037, susceptible a la dehiscencia y con fibra, y el genotipo PHA0595, resistente a la dehiscencia y sin fibra. El genotipo susceptible tenía células de tapas de haz dispuestas en una forma de nudo de pajarita más fácilmente quebradiza. El genotipo resistente tenía un área de haz vascular más grande y células de tapa de fibra (FCCs) más grandes, y debido a su grosor, las células del margen de la válvula externa eran significativamente más fuertes que las del PHA1037. Nuestros hallazgos sugieren que el área de FCC y la disposición celular en la tapa de haz podrían ser estructuras parciales involucradas en la dehiscencia de la vaina del frijol común. El patrón de autofluorescencia en la sutura ventral nos permitió identificar rápidamente el fenotipo dehiscente y obtener una mejor comprensión de las modificaciones del tejido de la pared celular que ocurrieron a lo largo de la evolución del frijol, lo que tuvo un impacto en la mejora de cultivos. Informamos un protocolo simple de autofluorescencia para identificar de manera confiable la organización de la pared celular secundaria y su relación con la dehiscencia y la fibra en el frijol común.