Embriogeneza somatică

Embriogeneza somatică este procesul care stă la baza reproducerii vegetative , în timpul căruia celulele totipotente se formează dintr-o celulă somatică, dând naștere la formarea unui nou organism fără un proces sexual [1] [2] . Cel mai izbitor exemplu de manifestare a embriogenezei somatice este formarea mugurilor de puiet - muguri specializați care cad de pe o plantă adultă și dau naștere la noi plante. De exemplu, speciile din genul Kalanchoe ( Crassulaceae ) se reproduc asexuat, formând răsaduri de-a lungul marginilor frunzelor.

Dezvoltarea metodelor biotehnologice folosind embriogeneza somatică a făcut posibilă utilizarea acesteia ca metodă eficientă de reproducere rapidă la scară largă a soiurilor de plante „de elită”, de exemplu, pentru a clona cei mai buni hibrizi de cafea [3] .

Embriogeneza somatică în celulele calusului neembriogene este inițiată de diverși factori, cum ar fi componentele mediului în care sunt cultivate și indicii externe, cum ar fi lumina și temperatura. Ca urmare a acestei inițieri, celulele cu potențial embriogen se diferențiază în celule calus embriogene, care sunt celule polarizate care încep să formeze o structură sferică [4] [5] .

La plantele dicotiledone, frecvența formării embrionilor din calus este crescută prin supraexprimarea genei BABY BOOM (BBM) [6] , dar nu la același grad de eficiență ca la monocotiledone [7] .

Mecanismele moleculare care stau la baza acestui fenomen sunt încă puțin înțelese. Se știe că fitohormonul auxina joacă un rol decisiv în embriogeneza somatică la plante , determinând starea totipotentă a celulei [1] [8] .

O comparație a transcriptoamelor a arătat că embriogeneza dintr-un zigot și dintr-o celulă somatică poate urma diferite căi, iar embriogeneza somatică are un model de expresie genetică care este mai asemănător cu semințele germinate [9] [10] . Un rol important în stadiile incipiente ale embriogenezei somatice îl joacă demetilarea ADN-ului [11] .

Vezi și

• Calus
• tăiere
• Sporangiu
• apogamie

Note

1. ↑ 1 2 Su, YH, Tang, LP, Zhao, XY și Zhang, XS (2021). Totipotența celulelor vegetale : informații despre reprogramarea celulară. Journal of Integrative Plant Biology, 63(1), 228-243. PMID 32437079 doi : 10.1111/jipb.12972
2. ↑ Méndez-Hernández, HA, Ledezma-Rodríguez, M., Avilez-Montalvo, RN, Juárez-Gómez, YL, ... & Loyola-Vargas, VM (2019). Prezentare generală de semnalizare a embriogenezei somatice a plantelor. Frontiers in plant science, 10, 77. doi : 10.3389/fpls.2019.00077 PMC 6375091 PMID 30792725
3. ↑ Georget, F., Courtel, P., Garcia, EM, Hidalgo, M., Alpizar, E., Breitler, JC, ... & Etienne, H. (2017). Plantele de cafea derivate din embriogeneza somatică pot fi propagate eficient prin mini-butași cu rădăcini horticole: un impuls pentru embriogeneza somatică. Scientia Horticulturae, 216, 177-185. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2016.12.017
4. ↑ Pan, X., Fang, L., Liu, J., Senay-Aras, B., Lin, W., Zheng, S., ... și Yang, Z. (2020). Nanoclusteringul proteinei de semnalizare indusă de auxină contribuie la formarea polarității celulare. Nature communications, 11(1), 1-14. PMID 32764676 PMC 7410848 doi : 10.1038/s41467-020-17602-w
5. ↑ Ramalho, JJ, Jones, VAS, Mutte, S. și Weijers, D. (2021). Poziția câmpului: modul în care celulele plantelor se polarizează de-a lungul axelor. Celula vegetală. PMID 34338785 doi : 10.1093/plcell/koab203
6. ↑ Boutilier, K., Offringa, R., Sharma, VK, Kieft, H., Ouellet, T., Zhang, L., ... & van Lookeren Campagne, MM (2002). Expresia ectopică a BABY BOOM declanșează o conversie de la creșterea vegetativă la creșterea embrionară. The Plant Cell, 14(8), 1737-1749. PMID 12172019 PMC 151462 doi : 10.1105/tpc.001941
7. ↑ Jha, P., & Kumar, V. (2018). BABY BOOM (BBM): o genă candidată a factorului de transcripție în biotehnologia plantelor. Scrisori de biotehnologie, 40(11), 1467-1475. PMID 30298388 doi : 10.1007/s10529-018-2613-5
8. ↑ Wang, FX, Shang, GD, Wu, LY, Xu, GZ, Zhao, XY și Wang, JW Chromatin Accessibility Dynamics and a Hierarhical Transcriptional Regulatory Network Structure for Plant Somatic Embryogenesis. Developmental Cell 54(6), P742-757.E8. PMID 32755547 doi : 10.1016/j.devcel.2020.07.003
9. ↑ Wójcikowska, B., Wójcik, A.M., & Gaj, M.D. (2020). Reglarea epigenetică a embriogenezei somatice induse de auxină la plante. Jurnalul Internațional de Științe Moleculare, 21(7), 2307. doi : 10.3390/ijms21072307 PMC 7177879 PMID 32225116
10. ↑ Wójcik, A.M. (2020). Instrumente de cercetare pentru genomica funcțională a miARN-urilor plantelor în timpul embriogenezei zigotice și somatice. Int. J. Mol. Sci. 21(14), 4969; https://doi.org/10.3390/ijms21144969
11. ↑ Chen, X., Xu, X., Shen, X., Li, H., Zhu, C., Chen, R., ... & Lin, Y. (2020). Investigarea la nivel de genom a dinamicii metilării ADN-ului dezvăluie un rol critic al demetilării ADN-ului în timpul embriogenezei somatice timpurii a Dimocarpus longan Lour. Fiziologia arborilor, tpaa097, https://doi.org/10.1093/treephys/tpaa097

Literatură

• Ramírez-Mosqueda, M. A. (2022). Prezentare generală a embriogenezei somatice . În Embriogeneza somatică (pp. 1-8). Humana, New York, NY. PMID 35951179 doi : 10.1007/978-1-0716-2485-2_1
• Sivanesan, I., Nayeem, S., Venkidasamy, B., Kuppuraj, S. P., & Samynathan, R. (2022). Moduri genetice și epigenetice de reglare a embriogenezei somatice: o revizuire. Biologie Futura, 1-19. doi : 10.1007/s42977-022-00126-3
• Alves, A., Cordeiro, D., Correia, S. și Miguel, C. (2021). ARN-uri mici non-codificatoare la răscrucea căilor de reglementare care controlează embriogeneza somatică în plantele semințe. Plants 2021, 10, 504. doi : 10.3390/plants10030504
• Salaun, C., Lepiniec, L., & Dubreucq, B. (2021). Controlul genetic și molecular al embriogenezei somatice. Plants, 10(7), 1467. PMID 34371670 PMC 8309254 doi : 10.3390/plants10071467
• Méndez-Hernández, HA, Ledezma-Rodríguez, M., Avilez-Montalvo, RN, Juárez-Gómez, YL, Skeete, A., Avilez-Montalvo, J., ... & Loyola-Vargas, VM (2019). Prezentare generală de semnalizare a embriogenezei somatice a plantelor. Frontiers in plant science, 10, 77. PMID 30792725 PMC 6375091 doi : 10.3389/fpls.2019.00077
• Gulzar, B., Mujib, A., Malik, MQ, Sayeed, R., Mamgain, J. și Ejaz, B. (2020). Gene, proteine ​​și alte rețele care reglează embriogeneza somatică la plante. Jurnalul de Inginerie Genetică și Biotehnologie, 18(1), 1-15. PMID 32661633 PMC 7359197 doi : 10.1186/s43141-020-00047-5
• Alves, A., Confraria, A., Lopes, S., Costa, B., Perdiguero, P., Milhinhos, A., ... și Miguel, CM (2022). miR160 interacționează in vivo cu Pinus pinaster FACTORUL DE RĂSPUNS AUXIN 18 Situl țintă și reglează negativ expresia acestuia în timpul dezvoltării embrionului somatic de conifer. Frontiers in plant science, 13, 857611-857611. PMID 35371172 PMC 8965291 doi : 10.3389/fpls.2022.857611
• Ci, H., Li, C., Aung, TT, Wang, S., Yun, C., Wang, F., ... și Zhang, X. (2022). O analiză comparativă a transcriptomului dezvăluie mecanismele moleculare care stau la baza embriogenezei somatice în Peaonia ostii „Fengdan”. Jurnalul internațional de științe moleculare, 23(18), 10595. PMID 36142512 PMC 9505998 doi : 10.3390/ijms231810595