Leaf development and expression of ASYMMETRIC LEAVES1/ROUGH SHEATH2/PHANTASTICA in Aizoaceae

Folhas apresentam grande diversidade morfológica como resultado de diferentes padrões de desenvolvimento. Embora a forma plana das folhas típicas seja eficiente para sua função de fotossíntese, algumas espécies de Aizoaceae também desenvolveram folhas teretes, com simetria radial e lâmina abaxializada. Para entender os mecanismos de desenvolvimento responsáveis pela geração desses padrões, investigamos a ontogênese de folhas com diferentes morfologias no grupo. Neste trabalho, descrevemos o desenvolvimento foliar em espécies de Aizoaceae, incluindo indivíduos com folhas planas e teretes, utilizando as técnicas usuais de anatomia vegetal. Todas as espécies analisadas têm folhas com base bifacial estabelecida em estágios iniciais de desenvolvimento; no entanto, as espécies com folhas de terete possuem lâminas unifaciais. Com interesse no papel do gene ARP recente duplicado em Aizoaceae, nós investigamos a possível correlação entre o evento de duplicação e o surgimento da morfologia da folha abaxializada em Aizoaceae. Detectamos, por meio de hibridização in situ, que ARP é expresso em todo o primórdio foliar, sugerindo que, em Aizoaceae, este gene está envolvido principalmente na determinação do destino das células foliares. Além disso, demonstramos que a expressão dos ortólogos de ARP em Aizoaceae são capazes de recuperar o fenótipo selvagem de Arabidopsis as1, indicando um alto grau de conservação funcional do gene, mesmo em folhas com uma morfologia tão distintaLeaves exhibit great morphological diversity as a result of different patterns of development. Although the flat shape of typical leaves is efficient for their photosynthesis function, some Aizoaceae species have also evolved terete leaves, with radial symmetry and abaxialized lamina. In order to understand the development mechanisms responsible for generating such patterns, we investigate the ontogenesis of leaves with different morphologies in the group. In this work, we describe development in Aizoaceae species, including individuals with flat and terete leaves, processed according to usual techniques in plant anatomy. We found that all species have leaves with bifacial base established in early stages of development; however, terete leaved species have unifacial leaf blades. Interested in the role of the recent duplicated ARP gene in Aizoaceae, we investigate the possible correlation between the duplication event and the emergence of the abaxialized leaf morphology in Aizoaceae. We detected, by in situ hybridization assays, that ARP is expressed throughout the leaf primordium, suggesting that in Aizoaceae this gene is involved in the determination of leaf cell fate. In addition, we have shown that the expression of ARP orthologs of Aizoaceae is capable of recovering the wild-type phenotype of Arabidopsis as1, indicating a high degree of functional conservation of the gene, even in leaves with such a distinct morpholog