La famiglia delle Brassicaceae può vantare una straordinaria varietà di frutti. Tuttavia, anche in questo nutrito ventaglio spiccano i baccelli di semi a forma di cuore del genere Capsella.
Si stima che 8 milioni di anni fa la Capsella si sia imbarcata su un percorso evolutivo diverso dai suoi parenti stretti Arabidopsis e Camelina. Questo ha portato a forme radicalmente diverse nei frutti che in queste piante formano baccelli che racchiudono i semi prima della dispersione. I frutti dell’Arabidopsis sono cilindrici, quelli della Camelina sono sferici, mentre la Capsella segue cospicuamente la propria forma a cuore.
Sebbene la maggior parte della diversità delle Brassicaceae si trova in una parte del frutto chiamato “valvola”, fino ad ora non era affatto chiaro quali meccanismi si nascondano dietro queste differenze.
Ebbene, una nuova ricerca, pubblicata qualche giorno fa sulla rivista Current Biology ha scoperto i processi chiave coinvolti in questo percorso genetico e offre nuove prove su come e perché queste forme differenti vengono a formarsi.
In particolare, il team del John Innes Centre ha utilizzato la tecnologia di modificazione genetica, piante transgeniche e tecniche di reporting molecolare per dimostrare che un gene ben caratterizzato chiamato INDEHISCENT (IND) era protagonista dell’intera vicenda.
Di fatti, nella pianta modello Arabidopsis, questo gene è localmente espresso solo in strisce di cellule che regolano la dispersione dei semi o la rottura del baccello. Nella Capsella, gli esperimenti dimostrano che IND ha esteso la sua espressione locale nella parte superiore delle valvole, danno alla pianta i suoi caratteristici frutti a forma di cuore. Le linee mutanti con modificazione genetica senza il gene IND hanno mostrato spalle significativamente ridotte rispetto al tipo selvatico.
“Quindi, possiamo dire chiaramente che l’IND è importante per la forma del frutto della Capsella e ne media gli effetti, aumentando direttamente la biosintesi auxinica in questi baccelli per guidare la crescita verso questi picchi“, ha spiegato il Prof. Lars Ostergaard del John Innes Centre, un autore dello studio. “Questo è ciò che rende questo studio così eccitante. Non solo abbiamo scoperto che l’IND ha un ruolo almeno parziale nella creazione della forma, ma abbiamo anche scoperto cosa fa il gene nel tessuto che permette la formazione di questa forma“, aggiunge.
Ma perché queste forme misteriose si sono evolute negli ultimi 8 milioni di anni? “Dei carboni e degli zuccheri che vengono prodotti nel baccello dalla luce solare catturata durante la fotosintesi, circa il 50% va a coltivare i semi. Così, potremmo immaginare un vantaggio evolutivo per Capsella grazie alla sua forma più grande e più piatta”, dice il professor Ostergaard.
Fonte
Regulatory diversification of INDEHISCENT in the Capsella genus directs variation in fruit morphology – Current Biology