El embrión de las semillas envía señales al endospermo para promover eventos de expansión celular cruciales para la germinación

Un componente clave en la germinación de las semillas es la interacción entre fuerzas mecánicas que rigen el crecimiento del embrión y la resistencia del tejido que lo rodea (endospermo). Por lo tanto, se piensa que la separación de las células del endospermo desempeña un papel crítico en el control de esta transición del desarrollo.

En nuestro artículo publicado en la revista “Molecular Plant”, demostramos que en las semillas de Arabidopsis thaliana la expansión de las células del endospermo es un componente clave de la germinación. Al medir los cambios en el área de superficie de las células del endospermo mediante imágenes de microscopía confocal y reconstrucción de geometría 3D, observamos que todas las células del endospermo se expanden durante la imbibición pero a diferentes velocidades para adaptarse al crecimiento del embrión y facilitar la germinación. Las giberelinas (GAs) son hormonas vegetales que regulan positivamente la función del endospermo en el proceso de germinación, y las proteínas DELLA reprimen las respuestas a estas hormonas. Hemos descubierto que dos factores de transcripción NAC (NAC25 y NAC1L), cuando se liberan de la represión por la proteína DELLA RGL2, perciben las señales apropiadas del embrión y activan la expresión de una cohorte de enzimas de remodelación de la pared celular (CWRE) necesarias para la expansión de las células del endospermo.

Nuestros resultados sugieren un modelo regulador donde RGL2 bloquea la señalización mediada por GAs en el endospermo mediante el secuestro de proteínas NAC específicas. Al inicio del proceso germinativo, una señal del embrión y/o la síntesis de GAs desestabiliza RGL2 y libera a las proteínas NACs para que activen la expresión de genes tipo CWRE, produciendo así un alargamiento de las células del endospermo para adaptarse al crecimiento del embrión y facilitar la protrusión de la raíz (germinación "sensu stricto").

Publicación Original:

Sánchez-Montesino, R.; Bouza-Morcillo, L.; Marquez, J.; Ghita, M.; Duran-Nebreda, S.; Gómez, L.; Holdsworth, M.J.; Bassel, G.; Oñate-Sánchez, L. 2018. "A regulatory module controlling GA-mediated endosperm cell expansion is critical for seed germination in Arabidopsis". Molecular Plant. DOI: 10.1016/j.molp.2018.10.009.