Su un ramo di fiori, perché alcuni hanno solo un fiore, mentre altri ne hanno più di uno?

Questo articolo si concentra sul problema che alcuni rami hanno un solo fiore, mentre altri ne hanno più, e introduce la definizione di fiori solitari e infiorescenze, il meccanismo di formazione del numero di fiori su un ramo, la classificazione delle infiorescenze e il ruolo dei geni di regolazione correlati.

Su un ramo di fiori, perché alcuni hanno solo un fiore, mentre altri ne hanno più di uno?

Quando ammiriamo i fiori, notiamo che alcune piante hanno un solo fiore per ramo, come la peonia, la rosa e il tulipano. Questo tipo di fiore, che cresce da solo sulla punta dello stelo o sotto le foglie, è chiamato fiore solitario. Tuttavia, la maggior parte delle piante ha molti fiori per ramo, come il snapdragon, l'orchidea e la digitale. I fiori sono disposti secondo un certo ordine sull'asse dell'infiorescenza, e questo tipo di gruppo di fiori è chiamato cimosa.

Lo sviluppo della cimosa è il primo passo nello sviluppo del fiore e segna il passaggio dalla crescita vegetativa alla crescita riproduttiva della pianta. Quando si entra nella fase di crescita riproduttiva, il tessuto meristematico sulla punta dello stelo della pianta acquisisce le caratteristiche della cimosa o del tessuto meristematico floreale, differenziandosi continuamente in nuove cimose e fiori. Se il tessuto meristematico della cimosa si trasforma rapidamente in tessuto meristematico floreale, solo un fiore si formerà sulla punta del ramo. Tuttavia, se il tessuto meristematico della cimosa mantiene la capacità di differenziarsi in tessuto meristematico floreale per un certo periodo di tempo e continua a differenziare nuovi tessuti meristematici floreali sulla cimosa, si formeranno più fiori sulla punta del ramo. Le cimose formate dal tessuto meristematico sulla punta dello stelo possono essere classificate come cimose finite o infinite. A seconda del numero di ramificazioni, le cimose possono essere semplici o complesse. L'interazione tra i geni che controllano lo sviluppo del tessuto meristematico della cimosa e quelli che controllano il tessuto meristematico floreale determina la struttura della cimosa.

Nello sviluppo delle cimose infinite, le principali funzioni dei geni CENTRORADIALIS (CEN) e TERMINAL FLOWER 1 (TFL1) sono mantenere lo sviluppo del tessuto meristematico della cimosa e svolgere un ruolo fondamentale nell'inibire la trasformazione del tessuto meristematico della cimosa in tessuto meristematico floreale. La mutazione di questi due geni fa sì che il tessuto meristematico della cimosa si trasformi in un fiore terminale durante la crescita riproduttiva, trasformando la cimosa da infinita in finita.