Según un estudio publicado hoy en la revista de acceso abierto, los científicos han desarrollado una forma de representar la reproducción sexual en flores vivas eLife .
La nueva técnica, publicada originalmente en bioRxiv, graba por primera vez películas de procesos fundamentales en el desarrollo de las flores y abre nuevas vías para la investigación sobre la reproducción sexual de las plantas.
La reproducción de la planta ocurre en las anteras y los ovarios de las flores en desarrollo, lo que resulta en la formación de polen y un saco embrionario que contiene células germinales masculinas y femeninas. La producción de células germinales involucra ambos tipos de división celular llamada meiosis y mitosis., estas células se fusionan durante la fertilización para producir una célula que se convierte en una planta.
Gran parte de nuestra comprensión de los procesos reproductivos de las plantas proviene del estudio de muestras diseccionadas de plantas bajo un microscopio y al examinar las aberraciones que surgen de las mutaciones en los genes de las plantas involucradas en la reproducción de las plantas. Sin embargo, estos métodos no proporcionan información sobre dónde y cuándo diferentes eventossuceden durante la reproducción. Las imágenes en vivo proporcionan una forma de capturar este detalle importante.
"Las imágenes en vivo han sido fundamentales en la investigación sobre el crecimiento y desarrollo de las raíces, pero las imágenes de células en vivo de los procesos celulares dentro de la flor son técnicamente mucho más difíciles", explica la coautora Sona Valuchova, investigadora postdoctoral en el Instituto de Europa Centralde Tecnología en la Universidad de Masaryk, República Checa. "Existe la necesidad de desarrollar métodos de imagen en el contexto de órganos completos o plantas".
Valuchova y sus colegas utilizaron una técnica llamada microscopía de fluorescencia de lámina de luz LSFM, donde una muestra se mueve a través de una lámina delgada de luz láser, y un detector recoge datos de imágenes tridimensionales. De esta manera, una flor entera quese ha incrustado en agar y se puede visualizar rápidamente moviéndolo a través del plano de luz. El modelo 3D resultante muestra detalles intrincados de la estructura de la flor y se puede usar para rastrear el destino de las células germinales individuales dentro de ella.
Después de haber demostrado que LSFM podía proporcionar imágenes de flores en alta resolución, el siguiente objetivo del equipo era establecer que podía detectar eventos específicos en la reproducción. Para lograr esto, utilizaron flores que habían sido diseñadas para tener etiquetas fluorescentes en las moléculas clave involucradasen meiosis y mitosis. Pudieron capturar todo el proceso de meiosis en las células germinales masculinas al detectar cambios en la cantidad y ubicación de una molécula llamada ASY1 cada hora durante cuatro días.
El equipo demostró que las imágenes en vivo podrían usarse con éxito para estudiar los niveles de hormonas vegetales durante las diferentes etapas del desarrollo de las flores y para observar el movimiento de los cromosomas a través de la célula durante la división celular.
Una de las áreas más olvidadas de la investigación de reproducción de plantas es la producción de células germinales femeninas durante la meiosis femenina. La mayoría de los estudios sobre la meiosis vegetal se han centrado en las células germinales masculinas porque el equivalente femenino, llamado célula madre megaspore, es increíblemente raroy se ven muy similares a otras células, lo que las hace difíciles de estudiar. Para superar esto, el equipo desarrolló una versión de imágenes en vivo específicamente para la meiosis femenina ". Esto requirió una disección cuidadosa del botón floral para revelar los óvulos, que luego se pasaron porla luz láser cada 10 minutos durante 24 horas para crear una película en 3D ", dice la primera autora Pavlina Mikulkova, también científica principal del Instituto de Tecnología de Europa Central en la Universidad Masaryk." Utilizando esta técnica, pudimos grabar eldos fases de la meiosis femenina y determinar cuánto duró cada una "
"Este trabajo demuestra el poder de LSFM para proporcionar información novedosa sobre la reproducción de plantas que no podía ser estudiada previamente por otros tipos de microscopía", concluye el investigador principal Karel Riha, Director Adjunto de Investigación en el Instituto de Tecnología de Europa Central en la Universidad Masaryk"Nuestro éxito en el desarrollo de un protocolo de imágenes en vivo para la meiosis femenina representa un avance técnico importante en la biología de las células vegetales".
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Materiales proporcionado por eLife . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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