Modelo matemático-computacional del papel del florígeno durante la transición floral en Arabidopsis thaliana

Abstract

The correct production of flowers in plants is key to their sexual reproduction and depends on the floral transition, in which the plant moves from a vegetative state, where it produces stems and leaves, to a reproductive state where flowers are produced. At the cellular level, the floral transition occurs in the apical meristems of the stem, which are cellular structures located at the tip of each stem and made up of undifferentiated cells. These structures are responsible for producing new stem organs. During the floral transition, the meristem changes from a vegetative state to a state of inflorescence. When in a vegetative state, the meristem produces leaves and stems, while when in a state of inflorescence, the meristem has the ability to produce meristems in a floral state. For their part, meristems in a floral state will transform into a flower by producing floral organs. The floral transition is regulated by multiple flowering-inducing signals, such as changes in light, temperature, nutrients, or plant age, which converge on molecules called floral integrators, also known as florigen. The FLOWERING LOCUS T (FT) gene is probably the main floral integrator, as it responds to all the main flowering induction pathways. The FT protein is produced in leaves and then transported to the apical meristems of the plant stem, where it induces flowering by inducing a change in the genetic expression of meristematic cells. Thanks to multiple studies conducted on the model plant Arabidopsis thaliana, it has now been possible to model the Genetic Regulation Network (GRN) behind the floral transition in this species. This GRN includes the genes and hormones that define whether the meristem is in a vegetative, inflorescence, or floral state.

La correcta producción de flores en plantas es clave para su reproducción sexual y depende de la transición floral, en la cual se pasa de un estado vegetativo, donde la planta produce tallos y hojas, a un estado reproductivo donde se producen flores. A nivel celular, la transición floral ocurre en los meristemos apicales del tallo, los cuales son estructuras celulares localizadas en la punta de cada tallo y conformadas por células indiferenciadas. Estas estructuras son las responsables de producir los órganos nuevos del tallo. Durante la transición floral, el meristemo pasa de estar en un estado vegetativo a un estado de inflorescencia. Cuando se encuentra en estado vegetativo, el meristemo produce hojas y tallos, mientras que cuando está en estado de inflorescencia el meristemo tiene la capacidad de producir meristemos en estado floral. Por su lado, los meristemos en estado floral se transformarán en una flor al producir los órganos florales. La transición floral es regulada por múltiples señales inductoras de floración, como cambios en luz, temperatura, nutrientes o edad de la planta, las cuales convergen en moléculas llamadas integradores florales, también conocidos como florígenos. El gen FLOWERING LOCUS T (FT) es probablemente el principal integrador floral, ya que responde a todas las principales vías de inducción de floración. La proteína FT se produce en hojas para después transportarse hasta meristemos apicales de tallo de la planta, donde inducirá la floración al inducir un cambio en la expresión genética de las células meristemáticas. Gracias a múltiples estudios realizados en la planta modelo Arabodipsis thaliana, hoy en día se ha logrado modelar la Red de Regulación Genética (RRG) detrás de la transición floral en dicha especie. Esta RRG incluye a los genes y hormonas que definen si el meristemo se encuentra en estado vegetativo, de inflorescencia o floral.