Regulación de la importación de asimilados en órganos sumidero: actualización sobre los impulsores moleculares de la fuerza de sumidero

Los recientes desarrollos han alterado nuestra visión de los mecanismos moleculares que determinan la fuerza de sumidero, definida aquí como la capacidad de las estructuras no fotosintéticas para competir por la importación de fotoasimilados. Revisamos nuevos hallazgos de diversos sistemas, incluidos tallos, semillas, flores y frutos. Un avance importante ha sido la identificación de nuevos transportadores y facilitadores con papeles centrales en la acumulación y equilibración de azúcares a nivel celular. Exactamente dónde cada uno ejerce su efecto varía entre los sistemas. Los tallos de caña de azúcar y sorgo dulce, por ejemplo, ambos acumulan altos niveles de sacarosa, pero pueden hacerlo a través de diferentes caminos. La distinción es central para estrategias de manipulación dirigida de la fuerza de sumidero utilizando genes transportadores, y muestra la importancia de análisis específicos del sistema. Otro gran avance ha sido la identificación de la hipoxia profunda como una característica del desarrollo normal del grano. Esto significa que los impulsores moleculares de la fuerza de sumidero en el endospermo operan en niveles de oxígeno muy bajos, y bajo condiciones metabólicas bastante diferentes a las asumidas anteriormente. Sin embargo, se ha logrado un aumento exitoso de la fuerza de sumidero en granos al regular al alza los genes para la biosíntesis de almidón. Además, nuestra comprensión de la fuerza de sumidero se ve enriquecida por la conciencia de los dobles papeles que desempeñan las invertasas (INVs), no solo en el metabolismo de la sacarosa, sino también en la producción de las señales de azúcares hexosos que regulan el ciclo celular y los programas de división celular. Estas contribuciones de INV a la expansión y división celular son vitales para el establecimiento de jóvenes sumideros que van desde flores hasta frutos. Dado que los genes INV son a su vez "genes de festín" responsivos al azúcar, pueden mediadores de un aumento de la fuerza de sumidero cuando los asimilados son abundantes. Por lo tanto, se han alcanzado mayores productividades y rendimientos en casos clave, lo que indica que incluso mejoras más amplias pueden ser alcanzables a medida que descubramos los mecanismos moleculares detallados que impulsan la fuerza de sumidero en diversos sistemas.