O desenvolvimento precoce da raiz lateral é impulsionado pela sede

As raízes são essenciais para as plantas encontrarem água e nutrientes. Eles também podem ser caros para crescer, então uma planta precisa enviá-los na direção certa. Como eles fazem isso? Um novo artigo de Daniel von Wangenheim e colegas da Nature Plants examina como as raízes laterais crescem em direção à água nos primeiros estágios de sua formação.

O interior da raiz jovem é quase uma série de camadas concêntricas. Do lado de fora, você passa pela epiderme, pelo córtex e pela endoderme até atingir o periciclo. O periciclo é uma camada de células que envolve a estela, o núcleo da raiz que contém o tecido vascular. O tecido vascular é o xilema, que transporta água e minerais desde as raízes, e o floema, que transporta os açúcares das folhas. Se você cortasse uma seção transversal de uma raiz, veria o xilema estendendo-se de um lado a outro da estela, como uma barra, como se tivesse duas pontas ou 'pólos'.

De Smet escreveu uma minicrítica, que resumiu o que se sabia em 2011. Não é novidade que as raízes laterais crescem a partir do periciclo. Também não é surpresa que as raízes pareçam crescer a partir dos pólos do xilema. As raízes laterais serão adições ao encanamento interno de uma planta, então os 'tubos' devem se conectar. Portanto, deve haver uma rota até o xilema na raiz principal.

Uma característica que von Wangenheim e seus colegas descobriram é que, se houver uma tendência para a água estar em um lado da raiz, as raízes laterais crescem em direção a esse lado. Isso também não deveria ser surpresa. Construir raízes custa energia e material, a planta vai querer fazer isso onde obtém o melhor retorno. Mas há uma surpresa em que lado da raiz as raízes laterais começam a crescer a partir do periciclo. Se houver dois pólos de xilema, é provável que você encontre raízes laterais a partir do lado seco, pois é o lado úmido.

Mas quando a equipe de von Wangenheim cultivou raízes em gel de ágar para ver como as raízes laterais primordiais se desenvolveram, eles não encontraram raízes dos dois lados se comportando da mesma maneira. “Os primórdios emergentes no lado ar orientados principalmente para a superfície do gel. Em contraste”, eles escrevem, “os primórdios iniciam no lado de contato orientados principalmente paralelos à superfície do gel. Esses resultados indicam que o ângulo de crescimento da raiz lateral é altamente plástico e direciona o desenvolvimento dos órgãos preferencialmente para fontes de água disponíveis externamente”.

A equipe decidiu descobrir com que antecedência a raiz lateral começa a crescer em um ângulo. Anteriormente, pensava-se que eram as células sobre o pólo do xilema que eram mais importantes no desenvolvimento da nova raiz. No entanto, por meio do crescimento assimétrico, as células ao redor do arquivo celular central também direcionam a raiz.

Olhando para o trabalho anterior sobre o assunto para escrever este post, encontrei muitas contribuições moleculares para o crescimento da raiz lateral, mas pouco no nível celular. Parece que não é apenas devido às minhas habilidades de pesquisa precárias. Von Wangenheim e seus colegas escrevem: “Em contraste com esses estudos anteriores, que se concentraram nos mecanismos moleculares subjacentes que controlam esse comportamento, este estudo se concentrou nos mecanismos em escala de célula a órgão que contribuem para o crescimento do LRP em resposta à água disponibilidade. Nosso estudo revela que, ao contrário do eixo do polo do xilema, a seleção de arquivos de células do periciclo que iniciam um novo primórdio radicular lateral está ligada à paisagem hidrológica externa”.

A desconexão entre os dois elementos é particularmente interessante. A direção da raiz do periciclo mostra que a disponibilidade de água é extremamente importante para direcionar a raiz. A iniciação de qualquer um dos pólos do xilema, em contraste, mostra em algum lugar que o sinal para iniciar o processo é independente daquele sentido hidrológico. Fico me perguntando se há algo óbvio que estou deixando passar que explique por que o crescimento nem sempre começa no pólo do xilema no lado mais úmido.

É por meio de um trabalho muito inteligente e habilidoso que a equipe de von Wangenheim conseguiu mostrar que há um problema em conectar o desenvolvimento celular e de órgãos ao maquinário molecular que impulsiona o crescimento da raiz lateral. O jornal também tem algumas imagens impressionantes e vídeos que ilustram seu trabalho. Quando o link compartilhável estiver disponível, voltarei para editar isso e direcioná-lo para isso. Nesse ínterim, os autores também produziram um excelente vídeo explicativo de seu trabalho.