3.1 Epidermis
En toda la planta, el L1 genera el tejido epidérmico. En las anteras las células de la EPI suelen alargarse en forma de columna (Kelliher & Walbot, 2011). Se ha prestado escasa atención a los pasos de la diferenciación de las células epidérmicas de las anteras. En el maíz, el tejido carece de estomas, pero estos poros se forman en el mutante msca1 (Chaubal et al., 2003), lo que sugiere que la falta de células AR, que normalmente dan forma a las células L2-d, también da lugar a un defecto epidérmico, es decir, a que el EPI no adquiera una identidad de antera. Al menos en las hierbas y las dicotiledóneas modelo, los tejidos epidérmicos de las anteras suelen carecer de pelos, tricomas y otras estructuras epidérmicas especializadas que se encuentran en las hojas y las raíces. La epidermis es una capa lisa y continua que recubre la antera y el filamento, pero hay excepciones como Chelone glabra L. (Arekal, 1963) en la que las anteras están cubiertas por pelos epidérmicos. Este ejemplo pone de relieve una característica importante de los estudios sobre las anteras: Las «reglas» o generalizaciones extraídas de las tres plantas modelo casi siempre tendrán excepciones dentro de las angiospermas. Inicialmente, las células epidérmicas de las anteras carecen de una cutícula definitiva y, al menos en el maíz, las anteras están incrustadas en un fluido, eliminando quizás el requisito de un sello hermético producido por la epidermis. Más adelante en el desarrollo se produce una cutícula, y este proceso ha sido analizado por microscopía (Cheng, Greyson, & Walden, 1986). Curiosamente, la mutación de la antera deficiente en cera1 (wda1) del arroz afecta tanto a la formación de la cutícula de la antera como a los materiales de la exina secretados por el tapetum para recubrir los granos de polen en desarrollo (Jung et al., 2006), lo que sugiere que puede haber programas específicos de la antera para la secreción de moléculas complejas.
El EPI persiste como tejido vivo a lo largo del desarrollo de la antera, y finalmente debe «abrirse» para permitir la dispersión del polen. La organización epidérmica se coordina con la NE subyacente, la única otra capa de tejido persistente en la mayoría de las angiospermas, para contener primero el polen en desarrollo y luego liberarlo. Se ha propuesto que el EPI columnar tiene refuerzos de la pared celular desplazados en 90º con respecto a los refuerzos de la pared de las células de la EN subyacente, que son alargados radialmente y cortos para añadir resistencia a la pared exterior de la antera, de forma muy parecida a un neumático radial con cinturón de acero (Kelliher & Walbot, 2011).
En el maíz, y probablemente en las gramíneas en general, la epidermis de la antera es clave para la producción de pequeños ARNs de 21 nt en fase (phasiRNAs) (Zhai et al, 2015); recientemente también se han detectado fasiARNs reproductivos masculinos en algunas dicotiledóneas (R. Xia y B. C. Meyers, comunicación personal). En el arroz, las mutaciones en dos de los muchos loci PHAS de 21 nt confieren esterilidad masculina dependiente de la duración del día y de la temperatura (Ding et al., 2012; Fan et al., 2016). Esta esterilidad masculina es la tecnología clave para la producción de semillas de arroz híbrido en China. Desde el punto de vista mecánico, la función de los fasiARN de 21 nt sigue siendo oscura; sin embargo, dada su conexión con el control de la fertilidad, hay un interés creciente en su análisis. En el maíz, esta clase de ARN pequeños se produce a partir de más de 400 loci y, en conjunto, los fasiARN alcanzan su máxima abundancia al principio del desarrollo de las anteras. En la etapa de 0,4 mm de longitud de la antera, cuando las PPCs completan las divisiones periclinales para dar lugar a las células EN subepidérmicas y a las SPCs, los fasiARNs de 21 nt son aproximadamente dos tercios de todos los ARN pequeños de 21 nt en las anteras (Zhai et al., 2015). Mediante hibridación in situ, tres componentes de la vía de biogénesis de los fasiARN de 21 nt -microARN2118, transcritos similares a Dicer 4 (DCL4) y transcritos precursores de PHAS- se localizan en la epidermis (Zhai et al., 2015). Los productos de 21 nt se detectan fácilmente tanto en la EN como en las SPC. En los mutantes ocl4 estériles, que carecen de un factor de transcripción bZIP expresado en las células epidérmicas de toda la planta (Vernoud et al., 2009), los transcritos del locus PHAS de 21 nt están ausentes o son indetectables y, en consecuencia, también faltan los ARN pequeños (Zhai et al., 2015). En conjunto, estos resultados sugieren que las células epidérmicas de las anteras en diferenciación son responsables de la biogénesis de 21-phasiRNA. Una especulación es que los fasiARN de 21 nt son una señal del EPI a otros tejidos somáticos. Trazar el movimiento y descubrir las dianas de los fasiARNs de 21 nt podría implicarlos como moléculas de señalización de coordinación.
En términos de anatomía de las anteras, OCL4 parece reprimir la división periclinal en las células endoteliales recién formadas: en su ausencia, las células EN del hemisferio exterior, las más alejadas del tejido conectivo, sufren una única división periclinal ectópica (Vernoud et al., 2009; Wang et al., 2012), lo que provoca esterilidad masculina. En consecuencia, este mutante define hemisferios proximales (adyacentes al conectivo) y distales (alejados del conectivo) dentro de los lóbulos de las anteras. Dado que OCL4 se localiza en la epidermis, el defecto anatómico se atribuye a la señalización desde el EPI a la EN subyacente. Una inspección más detallada de la localización del microRNA2118 indica que la señal de hibridación in situ más fuerte se produce en las células centrales del arco más externo de cada lóbulo de la antera. Esta es también la distribución del ARN Ocl4 (Vernoud et al., 2009), lo que sugiere que esta posición polar es un segundo punto de referencia además de la zonación del hemisferio ecuatorial dentro de los lóbulos. Esta posición polar también marca la zona en la que los transcritos Ms23 desaparecen por primera vez de la capa media (Nan et al., 2017). Así, aunque las células epidérmicas de los lóbulos de las anteras son similares por microscopía, hay una zona de varias células vistas transversalmente y como una franja vista longitudinalmente a lo largo del arco exterior de cada lóbulo que tienen propiedades organizadoras. Esta zona puede servir como fuente de señales de célula a célula (como los fasiRNAs de 21 nt y el represor desconocido dependiente de OCL4) que coordinan el desarrollo subepidérmico de la antera.
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