Soy una de esas personas afortunadas que puede hacer lo que ama; Vivo, trabajo y literalmente respiro mi investigación. También soy una de esas personas muy afortunadas que no sufren fiebre del heno; lo cual es una suerte, ya que después de un día de fenotipado de mi colza, estoy literalmente cubierto de motas amarillas de polen (Imagen 1). Soy un científico de plantas, y mi investigación abarca desde observar los pequeños cambios moleculares de ver lo que hace un solo gen y proteína, hasta estudiar la fisiología en cientos de líneas. Como probablemente ya sabrá, estoy interesado en el desarrollo del polen y todo lo relacionado con él: el órgano de reproducción masculino (la antera), el medio ambiente, las hormonas vegetales y cómo todo funciona en conjunto para producir estos pequeños paquetes asombrosos que permiten que las semillas crezcan. producido.
Actualmente soy investigador Post-Doc en el BBSRC BRAVO (Optimización de vegetales y colza de Brassica) proyecto en el Universidad de Nottingham, Reino Unido. Este es un proyecto increíble que analiza todos los aspectos del desarrollo de Brassica (colza, mostaza, col rizada, etc.) desde las semillas, la germinación, el momento de la floración, las flores (y, lo que es más importante, el polen) hasta el rendimiento y las semillas nuevamente. BRAVO utiliza la variación natural dentro Brassica especies para comprender las redes de genes que controlan los procesos vitales y las relaciones entre los genes para mejorar los cultivos. Este proyecto reúne a científicos e industrias de plantas del Reino Unido para aumentar la solidez en el rendimiento de los cultivos y la adaptación al cambio ambiental. Tengo la suerte de ser parte de este fantástico y solidario equipo.
Entonces, ¿qué hago realmente, día a día? Como mencioné, observo la fisiología en grandes ensayos de 100 de diferentes líneas para observar la variación natural. La imagen 2 muestra el comienzo de mi prueba actual: crecerán durante el invierno de manera similar a los campos de todo el país y comenzarán a florecer en primavera. Cuando llega la primavera, tengo MUCHO trabajo en el microscopio (Imagen 3) y estoy entusiasmado con los resultados que voy a ver. Usando microscopios confocales, puedo observar el polen y las anteras con un detalle espectacular. Examinaré la viabilidad y la germinación del polen para ver qué líneas producen el polen más saludable y qué líneas producen el polen más pobre. Luego compararé las diferencias entre estas líneas para ver qué genes podrían estar involucrados.
Usando microscopía también puedo estudiar diferentes aspectos del desarrollo del polen con más detalle. Usando diferentes tintes en Brassica y Arabidopsis (una planta modelo) Puedo destacar diferentes aspectos de las anteras y el polen. La imagen 4 muestra los depósitos de la pared celular de lignina en el tejido del endotecio (amarillo) que es esencial para la liberación del polen (rojo) al medio ambiente. Además de las tinciones, también usamos marcadores fluorescentes indicadores, que se vinculan a proteínas de interés para averiguar exactamente dónde y cuándo se expresan. La imagen 5 muestra la proteína de microsporas abortadas unida a la proteína fluorescente amarilla, que se expresa en el núcleo del tejido tapetum dentro de la antera y es necesaria para el desarrollo del polen, tal como se publicó en New Phytologist. El uso de etiquetas como estas nos brinda una mayor comprensión de dónde están las proteínas y qué están haciendo. Para ampliar este conocimiento, también usamos plantas mutantes en las que la proteína de interés ya no es funcional, para ver qué efecto tendría en la planta. En las imágenes 6 y 7 usamos una mancha para resaltar la pared de polen, en particular la parte de la pared formada por exina, podemos ver que el patrón de exina en el polen es diferente en el tipo salvaje (imagen 6) y en un mutante (imagen 7 ). En el mutante, el patrón regular ahora está roto e incompleto en algunos lugares.
A partir de mi investigación, puedo observar las diferencias (fenotipo) causadas por una proteína faltante (mutante), donde la proteína se expresa normalmente, como en la tinción de exina anterior. Pero también es importante saber exactamente cuándo se expresan las proteínas en el desarrollo. Para hacer esto, usamos una tinción para marcar el núcleo del polen que pasa por meiosis, mitosis I y mitosis II para producir polen maduro. La mancha nos permite determinar la etapa exacta de desarrollo. Las imágenes 8, 9, 10 y 11 muestran el núcleo teñido de azul a la izquierda y la imagen clara a la derecha. Al observar el número y la posición del núcleo y el tamaño, la forma y la pared del polen, podemos saber en qué etapa se encuentran.
También tenemos la suerte en Ciencias de las Plantas de tener un microscopio de hoja de luz y un escáner CT de micro rayos X. Estos producen imágenes en 3D, lo que me permite comprender mejor el tamaño y la forma de mis muestras, y cómo se coloca el polen dentro de la antera (imagen 12 y 13 respectivamente). El escáner CT de rayos X también tiene la ventaja de que podemos mirar dentro de las anteras sin diseccionarlas y, en el caso de la cebada, observar las flores en desarrollo dentro del tallo (para obtener más detalles, consulte mi trabajo publicado en Métodos de planta)
Usando la herramienta de la microscopía puedo descubrir una gran cantidad de información sobre las anteras y el polen, así como las proteínas que juegan un papel en el desarrollo del polen. Me ayudan a revelar los secretos del polen y la importancia que tiene en la producción de alimentos.
