Formación de elementos anatómicos en maderas duras: Una revisión desde una perspectiva genómica

Abstract

La madera es un recurso natural renovable que proporciona materia prima para la construcción, generación de energía, fibras para la producción de pulpa y papel, paneles y tableros, y más recientemente para biocombustibles y biomateriales, lo que la hace el quinto producto comercial más importante del mundo. Diferencias en las propiedades físicas, químicas y anatómicas de la madera la hacen un material altamente variable y complejo. Estas propiedades influyen de forma directa en su valor comercial y derivan del tamaño, forma y arreglo de los diferentes tipos de células, y de la estructura y composición química de la pared celular de las distintas células del xilema. Éstas a su vez, están controladas por distintos factores ambientales y genéticos que regulan los procesos de biosíntesis de los diferentes componentes de la madera. Para aplicar herramientas moleculares y genéticas que permitan optimizar los procesos de selección de especies forestales con características superiores, es necesario entender los mecanismos que regulan estas propiedades, lo cual incluye comprender la dinámica de la estructura de la pared celular desde la formación de la célula cambial inicial hasta la formación de las células diferenciadas finales que conforman el xilema. La presente revisión explora las principales características anatómicas y el proceso de xilogénesis, enfocado particularmente en angiospermas, discutiendo los aspectos genéticos involucrados en la determinación de las características anatómicas de la madera, como dimensiones de los elementos celulares y características de la fibra, basándose en diferentes estudios realizados con especies de los géneros Populus y Eucalyptus, además de la planta modelo Arabidopsis thaliana.

Abstract

Wood is a renewable natural resource that provides raw material for construction, power generation, fibers for pulp and paper production, panels and boards, and more recently, biofuels and biomaterials, making it the fifth most important commercial product in the world. The wood is a highly variable and complex material that has different chemical, physical and anatomical properties that are influencing their commercial value. These properties depend on the size, shape and arrangement of the different cell types, and of the structure and chemical composition of the xylem cell wall. At the same time, these properties are controlled by different environmental and genetic factors that regulate the biosynthesis processes of the different wood components. To apply molecular and genetic tools to optimize the selection processes of forest species with superior traits, it is necessary to understand the mechanisms that regulate these properties, as the dynamics of cell wall structure from the initial cambial cell formation to the final differentiated cells formation that compose the xylem. This review explores the main anatomical traits and the xylogenesis processes, particularly focused in angiosperms, discussing the genetic aspects involved in the determination of wood anatomical characteristics, as cellular elements and fiber characteristics, based on different studies with species of the Populus and Eucalyptus genus, besides the model plant Arabidopsis thaliana.