3.1 Epidermis
Através da planta, o L1 gera o tecido epidérmico. Em anteras células EPI tipicamente alongadas numa forma colunar (Kelliher & Walbot, 2011). Tem sido dada pouca atenção a passos na diferenciação de células epidérmicas de anteras. No milho, o tecido carece de estomas, mas estes poros formam-se no mutante msca1 (Chaubal et al., 2003), sugerindo que a falta de células AR, que normalmente modelam as células L2-d, também resulta num defeito epidérmico, ou seja, falha da EPI em adquirir uma identidade de antera. Pelo menos nas gramíneas e modelos de dicots, os tecidos epidérmicos da antera carecem frequentemente de pêlos, tricomas, e outras estruturas epidérmicas especializadas encontradas nas folhas e raízes. A epiderme é uma camada contínua lisa que envolve a antera e o filamento, mas há excepções como Chelone glabra L. (Arekal, 1963) em que as anteras são cobertas por pêlos epidérmicos. Este exemplo realça uma característica importante dos estudos com anteras: “regras” ou generalizações extraídas das três plantas modelo terão quase sempre excepções dentro das angiospérmicas. Inicialmente as células epidérmicas das anteras carecem de uma cutícula definitiva, e pelo menos no milho, as anteras são incorporadas num fluido, talvez eliminando a exigência de uma selagem estanque à água produzida pela epiderme. Mais tarde no desenvolvimento é produzida uma cutícula, e este processo tem sido analisado por microscopia (Cheng, Greyson, & Walden, 1986). Curiosamente, a mutação da antera deficiente em cera de arroz1 (wda1) afecta tanto a formação da cutícula de antera como os materiais exóticos secretados pelo tétum para revestir os grãos de pólen em desenvolvimento (Jung et al., 2006), sugerindo que pode haver programas específicos de antera para secreção de moléculas complexas.
O EPI persiste como tecido vivo durante todo o desenvolvimento da antera, e deve ser finalmente “aberto” para permitir a dispersão do pólen. A organização epidérmica é coordenada com o EN subjacente, a única outra camada de tecido persistente na maioria das angiospérmicas, para primeiro conter o pólen em desenvolvimento e depois libertá-lo. Foi proposto que o EPI colunar tenha reforços de parede celular 90° contra os reforços de parede das células EN subjacentes, que são radialmente alongados e curtos para adicionar resistência à parede externa da antera, muito semelhante a um pneu radial com cinto de aço (Kelliher & Walbot, 2011).
No milho, e provavelmente nas gramíneas em geral, a epiderme da antera é a chave para a produção de pequenos RNAs (phasiRNAs) de 21-nt (Zhai et al.., 2015); foram recentemente detectados RNAs de fase reprodutiva masculina também em alguns dicots (R. Xia e B. C. Meyers, comunicação pessoal). No arroz, mutações em duas das muitas PHAS loci de 21nt conferem esterilidade masculina dependente da duração do dia e da temperatura (Ding et al., 2012; Fan et al., 2016). Esta esterilidade masculina é a tecnologia chave para a produção de sementes de arroz híbrido na China. Mecanisticamente, o(s) papel(s) dos 21-nt phasiRNAs ainda são obscuros; contudo, dada a sua ligação ao controlo da fertilidade, há um interesse crescente na sua análise. No milho, esta classe de pequenos RNAs é produzida a partir de mais de 400 loci e colectivamente os phasiRNAs atingem um pico de abundância no início do seu desenvolvimento. Na fase de 0,4 mm de comprimento da antera, quando os PPCs completam divisões periclinais para produzir as células subepidérmicas EN e SPCs, os 21-nt phasiRNAs são cerca de dois terços de todos os 21-nt pequenos RNAs em anteras (Zhai et al., 2015). Por hibridação in situ, três componentes de 21-nt phasiRNA biogenesis pathway-microRNA2118, Dicer-like 4 (DCL4) transcripts, e PHAS precursor transcripts-localize à epiderme (Zhai et al., 2015). Os produtos 21-nt são prontamente detectados tanto no EN como no SPC. Nos mutantes ocl4 estéreis masculinos, que não possuem um factor de transcrição bZIP expresso em células epidérmicas em toda a planta (Vernoud et al., 2009), as transcrições do locus PHAS 21-nt estão ausentes ou indetectáveis e, consequentemente, os pequenos RNAs também estão ausentes (Zhai et al., 2015). Colectivamente, estes resultados sugerem que as células epidérmicas diferenciadoras de anteras são responsáveis pela biogénese de 21-phasiRNA. Uma especulação é que os 21-nt phasiRNAs são um sinal do EPI para outros tecidos somáticos. Traçando o movimento e descobrindo os alvos dos 21-nt phasiRNAs podem implicá-los como moléculas de sinal coordenador.
Em termos de anatomia da antera, OCL4 parece reprimir a divisão periclinal em células endoteciais recém-formadas: na sua ausência, as células do hemisfério externo PT, as mais distantes do tecido conjuntivo, sofrem uma única divisão periclinal ectópica (Vernoud et al., 2009; Wang et al., 2012), resultando na esterilidade masculina. Consequentemente, este mutante define os hemisférios proximal (adjacente ao conjuntivo) e distal (longe do conjuntivo) dentro dos lóbulos anterógrados. Como o OCL4 se localiza na epiderme, o defeito anatómico é atribuído à sinalização a partir do EPI para a EN subjacente. Uma inspecção mais próxima da localização do microRNA2118 indica que o sinal de hibridação in situ mais forte ocorre nas células centrais no arco mais externo de cada lóbulo de antera. Esta é também a distribuição do RNA Ocl4 (Vernoud et al., 2009) sugerindo que esta posição de pólo é um segundo marco, para além da zonação do hemisfério equatorial dentro dos lóbulos. Esta posição polar também marca a zona onde a Ms23 transcripts desaparece pela primeira vez da camada intermédia (Nan et al., 2017). Assim, embora as células epidérmicas dos lóbulos de anteras sejam semelhantes por microscopia, existe uma zona de várias células vistas transversalmente e como uma faixa vista longitudinalmente ao longo do arco exterior de cada lóbulo que tem propriedades organizadoras. Esta zona pode servir como fonte de sinais de célula para célula (tais como 21-nt phasiRNAs e o desconhecido repressor dependente de OCL4) que coordenam o desenvolvimento de anteras subepidérmicas.
0 comentários