Quinoa (Chénopode quinoa), une culture de graines de la région des Andes en Amérique du Sud, est cultivée depuis 7000 ans et est bien adaptée aux conditions environnementales extrêmes telles que la haute altitude, les faibles précipitations annuelles, la salinité élevée du sol et les températures glaciales. Le quinoa est également apprécié en tant que culture en raison de sa haute valeur nutritionnelle, notamment en raison de l'équilibre exceptionnel en acides aminés de la protéine de la graine et de la quantité de lipides nutritionnellement favorables.
Les graines de quinoa sont disséminées avec leur péricarpe recouvrant la graine, constituant une caractéristique utriculaire fruit. Le péricarpe est constitué de cellules papilleuses issues de l'épiderme externe de la paroi ovarienne et, en dessous, de restes cellulaires étirés tangentiellement. Le tégument se compose de deux couches cellulaires : l'exotesta et l'endotegmen. A maturité, les cellules du péricarpe et du tégument meurent. Les trois zones de réserves alimentaires dans les graines de quinoa sont un grand périsperme central, un embryon périphérique et un endosperme d'une ou deux couches cellulaires entourant la radicule de l'embryon. Dans la graine mature, le périsperme présente des cellules uniformes, non vivantes, à paroi mince, pleines de grains d'amidon. Les tissus de l'endosperme et de l'embryon, constitués de cellules vivantes, stockent protéines, lipides et minéraux.
Au cours de la dernière étape du développement des graines, les cellules de l'endosperme durable accumulent des protéines et des lipides tandis que le reste est broyé et désintégré. Le suspenseur et l'endosperme meurent progressivement à partir des couches les plus internes entourant l'embryon et s'étendant vers le tissu nucellaire. Les ricinosomes sont des organites dérivés du réticulum endoplasmique qui accumulent à la fois la forme pro et la forme mature de la cystéine endopeptidase, identifiée pour la première fois dans le ricin (Ricinus communis) endosperme pendant la germination. Cette étude visait à identifier les associations entre la présence de ricinosomes et les caractéristiques de la mort cellulaire programmée dans les cellules suspenseuses et endospermes prédestinées à mourir pendant le développement des graines de quinoa.
Un article récent dans Annals of Botany décrit une étude structurale de la formation des graines de quinoa à l'aide de la microscopie optique et de la microscopie électronique à transmission. À l'exception des une ou deux couches cellulaires qui constituent l'endosperme durable dans la graine mature, des ricinosomes ont été trouvés dans les cellules suspensrices et endospermes. Ces cellules étaient également le site d'anomalies morphologiques, y compris des noyaux déformés et fragmentés, une vésiculation du cytosol, un effondrement des vacuoles et une désorganisation de la paroi cellulaire. Il s'agit du premier signalement de la présence de ces structures dans le suspenseur et l'endosperme des angiospermes au cours du développement des graines. Ce résultat soulève la possibilité que la présence de ricinosomes ou la détection de l'enzyme Cys-EP constituent une marque précoce qui peut être utilisée pour prédire la mort cellulaire programmée au cours du développement. De même, ces observations concernant la structure et le développement du suspenseur et de l'endosperme sont de nouvelles découvertes non seulement pour l'espèce mais pour la famille des Amaranthaceae en général.
