Un equipo de investigación ha desentrañado el mecanismo y la razón subyacente detrás de la transformación de células residuales en células epidérmicas durante el proceso de abscisión, en el que las plantas desprenden de forma natural flores, hojas y frutos. Este estudio, publicado en la revista Nature Plants, no solo ofrece valiosos conocimientos sobre las estrategias de supervivencia y los mecanismos de crecimiento de las plantas, sino que también se espera que contribuya a avances en las tecnologías agrícolas y de producción de alimentos.
El trabajo fue liderado por la profesora June M. Kwak del Departamento de Nueva Biología en el DGIST, en colaboración con el equipo del profesor Jong Kyoung Kim en POSTECH. Las plantas poseen la notable habilidad de desprender de manera precisa órganos innecesarios tras cambios estacionales o la finalización de su crecimiento. Durante este proceso, las células residuales y las células de separación en la zona de abscisión desempeñan roles distintos.
El equipo de investigación descubrió que las células residuales no permanecen inactivas después de la abscisión; en lugar de ello, se transforman en células epidérmicas mediante un proceso de tres etapas, formando capas de cutícula protectora. En las primeras fases, los genes relacionados con la fotosíntesis se expresan en alta medida en las células residuales. Sin embargo, durante la fase de transición, la expresión de estos genes disminuye, mientras que los genes de resistencia al estrés se activan para preparar el periodo en el que la capa de cutícula protectora está temporalmente ausente. Esta respuesta se interpreta como una estrategia de autodefensa de las plantas ante amenazas externas.
En la etapa final, se expresan genes relacionados con la biosíntesis y formación de la cutícula, lo que resulta en el desarrollo de una capa protectora en la superficie recién expuesta. En particular, el equipo identificó al factor de transcripción MYB74 como un regulador clave en el proceso mediante el cual las células residuales se transforman en células epidérmicas, siendo su interrupción responsable de suprimir esta transformación.
Generalmente, cuando las plantas sufren heridas, protegen sus tejidos internos formando una capa protectora rígida compuesta de lignina y suberina. Sin embargo, el equipo investigó por qué, en la zona de abscisión, las plantas adoptan una estrategia diferente al transformar células residuales en células epidérmicas. Se descubrió que cuando se forma una capa de lignina, las células se vuelven rígidas y no pueden expandirse ni crecer, mientras que las células epidérmicas permiten el crecimiento continuo de los tejidos internos.
Para que el fruto crezca adecuadamente, el receptáculo, donde se localizan las células residuales, también debe seguir creciendo. Si las células residuales no logran transformarse en células epidérmicas, el crecimiento del receptáculo se detiene, lo que finalmente impide el desarrollo adecuado del fruto. El equipo de investigación confirmó que, a través de este proceso, las plantas adoptan la estrategia de convertir células residuales en células epidérmicas para optimizar el crecimiento de los frutos.
La profesora Kwak declaró: «Este estudio es un logro significativo en la comprensión del mecanismo por el cual las plantas regulan el destino celular para promover el crecimiento de los frutos. Desarrollar tecnologías para controlar el crecimiento de los frutos basadas en estos hallazgos podría mejorar la productividad de los cultivos y contribuir a la seguridad alimentaria.»
Más información:
Xiaohong Wen et al, MYB74 transcription factor guides de novo specification of epidermal cells in the abscission zone of Arabidopsis, Nature Plants (2025). DOI: 10.1038/s41477-025-01976-0
