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34.9: Morfogénese
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Morphogenesis
 
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34.9: Morphogenesis

34.9: Morfogénese

Plant morphogenesis—the development of a plant’s form and structure—involves several overlapping developmental processes, including growth and cell differentiation. Precursor cells differentiate into specific cell types, which are organized into the tissues and organ systems that make up the functional plant.

Plant growth and cell differentiation are under complex hormonal control. Plant hormones regulate gene expression, often in response to environmental stimuli. For example, many plants form flowers. Unlike stems and roots, flowers do not grow throughout a plant’s life. Flowering involves a change in the identity of meristems—regions of the plant containing actively-dividing cells that form new tissues.

In addition to internal signals, environmental cues—such as temperature and day length—trigger the expression of meristem identity genes. Meristem identity genes enable the conversion of the shoot apical meristem into the inflorescence meristem, allowing the meristem to produce floral rather than vegetative structures.

The inflorescence meristem produces the floral meristem. Cells in the floral meristem differentiate into one of the flower organs—sepals, petals, stamens, or carpels—according to their radial position, which dictates the expression of organ identity genes.

The ABC hypothesis posits that the four flower organs form under the direction of three classes of organ identity genes: A, B, and C. If only A genes are expressed, sepals form. If only C genes are expressed, carpels are produced. Co-expression of B and C genes gives rise to stamens, whereas that of A and B genes produces petals.

In summary, flowering—and other aspects of plant morphogenesis—are contingent on multiple, overlapping developmental processes.

A morfogénese vegetal—o desenvolvimento da forma e estrutura de uma planta—envolve vários processos de desenvolvimento sobrepostos, incluindo o crescimento e diferenciação celular. As células precursoras diferenciam-se em tipos celulares específicos, que são organizados nos tecidos e sistemas de órgãos que compõem a planta funcional.

O crescimento das plantas e a diferenciação celular estão sob um controlo hormonal complexo. As hormonas vegetais regulam a expressão genética, muitas vezes em resposta a estímulos ambientais. Por exemplo, muitas plantas formam flores. Ao contrário de caules e raízes, as flores não crescem ao longo da vida de uma planta. A floração envolve uma mudança na identidade dos meristemas—regiões da planta que contêm células ativamente em divisão que formam novos tecidos.

Além de sinais internos, sinais ambientais—como temperatura e duração do dia—desencadeiam a expressão de genes de identidade meristemática. Os genes de identidade meristemática permitem a conversão do meristema apical do rebento em meristema de inflorescência, permitindo que o meristema produza estruturas florais em vez de vegetativas.

O meristema de inflorescência produz o meristema floral. As células do meristema floral diferenciam-se em um dos órgãos florais—sépalas, pétalas, estames ou carpelos—de acordo com a sua posição radial, que dita a expressão dos genes de identidade dos órgãos.

A hipótese ABC afirma que os quatro órgãos florais formam-se sob a direção de três classes de genes de identidade de órgãos: A, B, e C. Se apenas os genes A forem expressos, formam-se as sépalas. Se apenas os genes C forem expressos, são produzidos os carpelos. A co-expressão dos genes B e C dá origem a estames, enquanto que a dos genes A e B produz pétalas.

Resumindo, a floração—e outros aspectos da morfogénese vegetal—está condicionada a múltiplos processos de desenvolvimento sobrepostos.


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