A aplicação de ar quente em videiras foi primeiramente realizada na fazenda do Sr. Florenzo Lazo, localizada no Chile, onde havia a necessidade de combater os efeitos negativos das freqüentes geadas que resultava em severos danos à lavoura. Por este motivo o Sr. Florenzo inventou uma máquina que aplicava ar quente com baixa umidade e tinha por objetivo dispersar o ar frio proveniente das geadas. Após certo tempo, foi observado pelo produtor que no local onde a máquina havia operado com maior frequência as plantas apresentavam-se com uma coloração mais escura e com sinais de maior vitalidade. Seguindo estas observações, relacionamos estes efeitos a um possível aumento nos fito-hormônios relacionados ao estresse vegetal e à SAR (Systemic Resistence Adquired), como o ácido salicílico (AS), ácido jasmônico (AJ) e ácido abscísico (ABA), além de fazer uma correlação com alguns resultados de pós-colheita importantes para a comercialização, como: Sólidos solúveis, firmeza e coloração. Para isso foi montado um experimento que foi conduzido em duas parcelas, sendo uma com tratamento TPC e outra apenas com o tratamento convencional com distância padronizada em 3,2 metros entre linhas por 2,0 metros entre planta. As amostras eram coletadas diariamente e devidamente acondicionadas. Ao final da safra, as amostras foram transportadas para o laboratório de estresse e neurofisiologia da universidade de São Paulo (LEPSE), onde foram novamente armazenadas em um Ultra-freezer - 86ºC. As analises fisiológicas de pós-colheita foram realizadas no departamento de pós-colheita da universidade de São Paulo onde foram analisados os teores de sólidos solúveis, coloração e firmeza das bagas de uva. As amostras de folhas foram maceradas e uniformizadas no LEPSE e enviadas para o laboratório de ecotoxicologia do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA) onde foram mensurados os teores dos fito-hormônios pelo método de espectrometria de massa. Para ambas as analises foram feitos testes estatísticos utilizando o programa SAS®. Não houve alteração de SS e firmeza entre os dois tratamentos para as características fisiológicas de póscolheita. Entretanto foi notado uma redução na coloração avermelhada para os cachos tratados com TPC seguindo o sistema de colorimetria proposto pelo CIE. Não houve alterações significantes para as variáveis ABA, AJ e AS para o efeito tratamento e para a analise de correlação. Entretanto notou-se significância entre o efeito dias para as variáveis ABA e AJ. Não foi notada significância para o efeito dias para a variável AS. Por se tratar de um estresse rápido, a TPC parece não causar estresse imediato nas plantas, entretanto notou-se indução de estresse ao longo do tempo, possivelmente devido à resposta lenta de ABA que aparentemente está envolvida com RNA e à síntese de proteínas S e R- ABA que são igualmente efetivas. Já para o AJ sugere-se que houve a produção de H2O2 por derivados de oligogalacturonideos, liberados por ação da enzima poligalacturonase, e um segundo mensageiro que ativam genes defensivos (genes tardios). O aumento na biossíntese do ABA e do AJ parece ter suprimido genes envolvidos na biossíntese do AS. / The application of hot air in grapevines was first held on the farm of Mr. Florenzo Lazo, located in Chile, to combat the negative effects of frequent frosts that resulted in severe damage to the crop. For this reason Mr. Florenzo invented a machine that applied hot air with low humidity and aimed to disperse the cold air from the frost. After a while, it was observed by the producer that where the machine had operated more frequently plants showed up with a darker and more signs of vitality. Following these observations, these effects relate to a possible increase in phytohormones related to plant stress and SAR (Systemic Resistance Adquired), such as salicylic acid (AS), jasmonic acid (AJ) and abscisic acid (ABA), besides making a correlation with results of some important postharvest for marketing, such as soluble solids, firmness and color. For this experiment was created that was conducted in two installments, the first one was treated with TPC and second one was applied only conventional treatment with standardized distance of 3.2 meters between lines by 2.0 meters between plant . The samples were collected daily and properly packed. At the end of the season, samples were transported to the laboratory stress and neurophysiology from the University of São Paulo (LEPSE), where they were again stored in an Ultra-freezer - 86 degrees. The physiological analyses of post-harvest were performed at the Department of Postharvest in University of Sao Paulo where we analyzed the levels of soluble solids, firmness and color in grape berries. The leaf samples were uniform macerated at LEPSE and sent to the laboratory of ecotoxicology in the Center for Nuclear Energy in Agriculture (CENA) where we measured the levels of the phytohormones by the method of mass spectrometry. For both analyzes were performed statistical tests using SAS ® program. There wasn`t change between the two treatments on physiological post-harvest characteristics. There was no change of SS and firmly between the two treatments for the physiological of post-harvest characteristics. However it was noted a reduction in red color for bunches treated with TPC following the colorimetry system by CIE. There were no significant changes to the variables ABA, AJ and AS for the treatment effect and to analyze the correlation. However significance was noted between the effect variables ABA days and AJ. No significant effect was noted for days variable for AS. Since it is a stress fast TPC does not seem to cause immediate stress in plants but it was noticed induction of stress over time, possibly due to slow response to ABA which apparently is involved in the synthesis of RNA and proteins S and R-ABA that are equally effective. As for AJ suggests that there was the production of H2O2 by derivatives of oligogalacturonides, released by action of the enzyme polygalacturonase, and a second messenger that activates defensive genes (late genes). The increase in ABA biosynthesis and AJ appears to have deleted genes involved in the biosynthesis of AS.

Nos frutos, a cor é fundamental para a aceitabilidade inicial do consumidor, especialmente para os chamados \"pequenos frutos\" como morangos e framboesas, sendo um critério tradicional para a apreciação e seleção do estado de maturação. Em framboesas (Rubus idaeus), as pesquisas têm focado a síntese de antocianinas, os pigmentos mais abundantes nesta espécie. Seus precursores provem da via de biossíntese dos fenilpropanóides, porém os fatores que regulam a atividade dessa via metabólica ainda são pouco conhecidos. Sabe-se que alguns hormônios como o etileno, o ácido indol-3-acético (AIA), o ácido abscísico (ABA) e o metil-jasmonato (MJ) estão relacionados à inibição da síntese ou aumento no acúmulo destes flavonóides. Neste contexto, o objetivo do trabalho é avaliar o efeito destes fatores hormonais sobre a biossíntese de antocianinas em framboesas da cultivar (cv.) Autumn Bliss. Foram avaliados os efeitos dos hormônios sobre as características físico-químicas e fisiológicas dos frutos (açúcares solúveis, ácidos orgânicos, respiração, síntese de etileno, cor), conteúdo de compostos fenólicos e flavonóides. Também foram quantificados os níveis de AIA livre, ABA e MJ e a expressão relativa das enzimas antocianidina sintase (ANS), dihidroflavonol redutase (DFR) e do fator de transcrição MYB10, regulador da transcrição de genes da via de biossíntese de antocianinas em framboesas. As alterações mais significativas foram observadas no tratamento com MJ, para o qual os frutos apresentaram acentuada produção de etileno (sem efeito sobre a respiração) e também na cor, mais acentuada nos frutos maduros deste grupo em comparação com os frutos do grupo controle. O MJ também induziu aumento nos níveis de expressão relativa de MYB, ANS e DFR, nos dois primeiros dias pós-colheita. Outro grupo que se destacou foi o tratado com AIA por apresentar inibição na síntese de antocianinas e compostos fenólicos, a qual foi correlacionada à inibição da transcrição do MYB e ANS. O ABA por sua vez, inibiu o acúmulo de transcritos da DFR, de forma correlata ao menor acúmulo de antocianinas. Exceto pelo ACC, que não produziu efeitos significativos em nenhum dos parâmetros avaliados, os resultados indicam que o metabolismo de antocianinas deve ser regulado por múltiplos sinais hormonais. / The color is fundamental for the fruits, for the initial acceptability of the consumers, is a factor that influence the appreciation and selection of the maturity stage, especially for berries, like strawberries and raspberries. In raspberries (Rubus idaeus), the research have focused on the anthocyanin biosynthesis, the pigments most frequent on this species. Their precursors came from the phenylpropanoid pathway but the factors that regulate this metabolic pathway remain unclear. There are evidences that some phytohormones as ethylene, indole-3-acetic acid (IAA) abscisic acid (ABA) and methyl jasmonate (MJ) are related to the inhibition or increase of these flavonoids on fruits. In this context, the aim of this study is to evaluate the effect of these phytohormones on the anthocyanin pathway in raspberries Autumn Bliss. It was evaluated the effects of these phytohormones in some physico-chemical and physiologic characteristics of these fruits (soluble sugars, organic acids, respiration, ethylene biosynthesis, color), phenolic compounds and flavonoid content. Also, it was quantified the auxin, ABA and MJ levels, and the relative transcript levels of anthocyanidin synthase (ANS), dihydroflavonol 4-reductase (DFR) and the transcriptional factor MYB10, a transcriptional regulator of the anthocyanin pathway in raspberries. The most significant alterations were observed on MJ treatment, in which the ethylene production in berries reach the highest levels (without effect on the respiration) and the most intense red color on ripe fruits in comparison with the control group. MJ also induced the increase on relative expression of MYB, ANS and DFR two days after harvest prior to the anthocyanin accumulation. Other noticeable effect was detected in the IAA group in which anthocyanin synthesis and phenolic compound content were inhibited and related to the inhibition of MYB and ANS transcription. ABA inhibited the DFR transcript accumulation, related to the delay in anthocyanins synthesis in relation to control group. Except by ACC, that did not have significant effects in any of the evaluated parameters, the results suggest that the anthocyanin metabolism might be regulate for multiple hormonal signs.

El ácido abscísico (ABA) es una hormonal vegetal que tiene un papel crucial en las respuestas adaptativas de las plantas al estrés por sequía, salinidad o frío, además de regular importantes procesos del desarrollo de las plantas. Existen múltiples evidencias de que las proteínas fosfatasas 2C (PP2Cs) son claves para comprender los procesos en los que media esta hormona. Nuestro trabajo se centra en la PP2C HAB1 (HYPERSENSITIVE TO ABA) cuyo secuencia genómica fue clonada por homología con ABI1 y ABI2. Realizamos un abordaje de genética reversa, novedoso en el campo de la señalización por ABA, con el aislamiento y caracterización de un alelo de pérdida de función hab1-1 y, con la generación y el estudio de líneas que sobre expresan HAB1. La hipersensibilidad del mutante hab1-1 y la insensibilidad de las plantas 35S:HAB1 proporcionan una nueva evidencia genética del papel de la PP2C HAB1 como regulador negativo de la señalización por ABA. Para profundizar más en los detalles moleculares de la función de HAB1 en la ruta de señalización por ABA, realizamos una búsqueda por doble híbrido de las posibles dianas de interacción de HAB1 en una librería de cDNA de Arabidopsis. HAB1 interacciona con la proteína SWI3B, un homólogo de la subunidad SWI3B del complejo remodelador de cromatina SWI/SNF de levaduras. Estudios previos a esta tesis no habían analizado mutantes de pérdida de función sencillos, dobles y triples en PP2Cs de plantas. El objetivo es determinar su contribución a la ruta de señalización por ABA y desentrañar posibles interacciones génicas y una posible redundancia funcional entre ellas. En esta tesis hemos generado mutantes hipersensibles a ABA tolerantes a la sequía por inactivación combinada de las PP2Cs HAB1 y ABI1. En experimentos de pérdida de agua por transpiración en condiciones de sequía hab1-1abi1-2 y hab1-1abi1-3 muestran una reducción notable en la pérdida de agua respecto a los mutantes parentales sencillos. Estos resultados muestran que la inactivación combinada de PP2Cs específicas involucradas en la señalización por ABA puede ser una herramienta biotecnológica en la mejora de cultivos tolerantes a la sequía. / Saez Somolinos, AE. (2010). Ruta de transducción de señal del ácido abscísico: Regulación por HAB1 y dianas de interacción. La inactivación combinada de PP2Cs como herramienta biotecnológica para incrementar la tolerancia a sequía en plantas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8658 / Palancia

RESUMEN La hipusinación es una modificación post-traduccional dependiente de espermidina que activa al factor de traducción eIF5A, y que es esencial en todos los eucariotas. En los últimos años se ha sugerido un importante papel para eIF5A en los procesos de senescencia y respuesta a estrés ambiental en plantas, en el establecimiento de la polaridad celular en levadura y su implicación en enfermedades tales como diabetes, VIH-1 o cáncer en humanos. Con el objetivo de caracterizar a nivel molecular la actividad biológica de eIF5A en plantas, hemos establecido una metodología basada en técnicas bioquímicas e inmunológicas para determinar el patrón de hipusinación de eIF5A en A. thaliana. La puesta a punto de esta metodología nos ha permitido demostrar que el tratamiento con ácido abscísico inhibe la activación por hipusinación de la isoforma eIF5A1. Además, para tratar de estudiar la función de eIF5A durante el desarrollo de A. thaliana, hemos realizado estudios funcionales basados en la caracterización de plantas transgénicas capaces de desactivar genéticamente la ruta dependiente de eIF5A mediante ARN de interferencia, condicionado a la aplicación de dexametasona. La desactivación condicional de la enzima de hipusinación desoxihipusina sintasa, produjo alteraciones durante el desarrollo y en respuesta a condiciones adversas de crecimiento, tales como floración temprana, inhibición del crecimiento de la raíz, alteraciones en los pelos radiculares, ramificación exacerbada del tallo, presencia de elementos traqueales completamente lignificados en hipocotilos, niveles reducidos de óxido nítrico e hipersensibilidad al ácido abscísico, sal y glucosa. Recientemente se ha demostrado que eIF5A es necesario para la traducción de proteínas con más de 3 prolinas sucesivas en su secuencia. El análisis de ontología realizado reveló un enriquecimiento de proteínas con poli-prolinas entre las implicadas en la organización del citoesqueleto de actina. La alteración de la actividad de eIF5A provocó defectos en la estructuración de los filamentos de actina en A. thaliana, S. cerevisiae y H. sapiens. El estudio de mutantes termosensibles de levadura demostró el requerimiento de eIF5A durante el proceso de reproducción sexual a través de la traducción de la formina Bni1. Los experimentos de regulación traduccional en células HeLa demostraron que el silenciamiento vía ARN de interferencia de eIF5A1 provocaba un defecto en la tasa de traducción de la formina FMNL1 y la proteína ezrina. Estos resultados confirman que la actividad esencial de eIF5A en el ribosoma parece conservada en organismos eucariotas, y afecta fundamentalmente a proteínas con poli-prolinas implicadas en la organización del citoesqueleto de actina. / Belda Palazón, B. (2014). Hipusinación del factor de traducción eIF5A dependiente de poliaminas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48474 / TESIS

[ES] Las flores se producen por la actividad del meristemo inflorescente tras la transición floral. En plantas con inflorescencias indeterminadas, como Arabidopsis, el número final de flores producidas por el meristemo inflorescente va a depender de dos factores principales: la tasa de producción de flores del meristemo y la duración de la fase de actividad del meristemo inflorescente. El final de la floración, entendido como el momento en el que la inflorescencia detiene la producción de nuevas flores, está asociado a la parada de la proliferación del meristemo. En este punto, el meristemo deja de iniciar nuevos primordios florales y las flores sin polinizar ya formadas detienen su desarrollo. Ya hace tiempo que se conoce que la producción de frutos y semillas induce la parada del meristemo, pero no se conocen tanto los mecanismos que controlan este proceso. Durante los últimos años, la regulación del final de la floración ha empezado a elucidarse en Arabidopsis. La parada del meristemo al final de la floración está controlada a nivel genético por la ruta FRUITFULL-APETALA2 (FUL-AP2), que modula la capacidad proliferativa del meristemo y el cese de su actividad. También se ha demostrado que la parada proliferativa está controlada a nivel hormonal. Se ha propuesto que las auxinas pueden mediar la señalización entre los frutos y semillas y el meristemo. La regulación y respuesta a citoquininas también se ha propuesto como un factor importante controlando la actividad del meristemo al final de la floración. Finalmente, se ha descrito que los meristemos parados al final de la floración se asemejan a meristemos en dormancia a nivel transcriptómico. En este trabajo nos propusimos ampliar el conocimiento sobre la ruta FUL-AP2, identificando nuevos elementos tanto aguas arriba como aguas abajo. Aguas arriba caracterizamos los genes de la familia SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE (SPL), una familia de genes cuyo papel se relaciona con el cambio de fase del meristemo de vegetativo a reproductivo. Nos centramos en parte de aquellos genes SPL que no están regulados por el miR156: SPL1, SPL12, SPL14, SPL16 y su relación con FUL. Observamos que se tratan de represores de FUL y que puedan estar relacionados con la parada de la floración a través de múltiples vías, incluyendo a FLOWERING LOCUS T (FT) y la ruta de respuesta a ácido abscísico (ABA). Aguas abajo, nos centramos en la caracterización funcional de factores de transcripción HOMEOBOX PROTEIN (HB), centrándonos en los genes HB21, HB40 y HB53, genes relacionados con el establecimiento de la dormancia de los meristemos axilares. En este trabajo observamos que estos genes se acumulan al final de la floración y actúan de manera redundante en esta parada de la floración, probablemente a través de un incremento de la respuesta a ABA. Con este trabajo, hemos ampliado el conocimiento sobre la red reguladora de la parada de la floración, caracterizando el papel de elementos adicionales de la misma y aportando evidencias sobre el papel de la señalización por ABA en el control de la parada del meristemo inflorescente. / [CA] Les flors es produeixen per l'activitat del meristem inflorescent rere la transició floral. En plantes amb inflorescències indeterminades, com Arabidopsis, el número final de flors produïdes pel meristem inflorescent dependrà de dos factors principals: la taxa de producció de flors del meristem i la duració de la fase d'activitat del meristem inflorescent. El final de la floració, és a dir, el moment en el que la inflorescència deté la producció de noves flors, està associat a la parada de la proliferació del meristem. En aquest punt, el meristem deixa d'iniciar nous primordis florals i les flors sense pol·linitzar ja formades detenen el seu desenvolupament. Ja fa temps que se sap que la producció de fruits i llavors indueix la parada del meristem, però no es coneixen tant els mecanismes que controlen aquest procés. Durant els últims anys, la regulació del final de la floració ha començat a elucidar-se en Arabidopsis. La parada del meristem al final de la floració està controlada a nivell genètic per la ruta FRUITFULL-APETALA2 (FUL-AP2), que modula la capacitat proliferativa del meristem i el cessament de la seua activitat. També s'ha demostrat que la parada proliferativa està controlada a nivell hormonal. S'ha proposat que les auxines poden mediar la senyalització entre els fruits i llavors i el meristem. La regulació i resposta a citoquinines també s'ha proposat com un factor important controlant l'activitat del meristem al final de la floració. Finalment, s'ha descrit que els meristems aturats al final de la floració s'assemblen a meristems en dormància a nivell transcriptómic. En aquest treball ens vam proposar ampliar el coneixement sobre la ruta FUL-AP2, identificant nous elements tant aigües amunt com aigües avall. Aigües amunt caracteritzem els gens de la família SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE (SPL), una família de gens relacionada amb el canvi de fase del meristem de vegetatiu a reproductiu. Ens centrem en part d'aquells gens SPL que no estan regulats pel miR156: SPL1, SPL12, SPL14, SPL16 i la seua relació amb FUL. Observem que es tracten de repressors de FUL i que poden estar relacionats amb la parada de la floració a través de múltiples vies, incloent a FLOWERING LOCUS T (FT) i la ruta de resposta a àcid abscísic (ABA). Aigües avall, ens centrem en la caracterització funcional de factors de transcripció HOMEOBOX PROTEIN (HB), centrant-nos en els gens HB21, HB40 i HB53, gens relacionats amb l'establiment de la dormància dels meristems axil·lars. Observem que aquests gens s'acumulen al final de la floració i actuen de manera redundant en aquesta parada de la floració, probablement a través d'un increment de la resposta a ABA. Amb aquest treball, hem ampliat el coneixement sobre la xarxa reguladora de la parada de la floració, caracteritzant el paper d'elements addicionals de la mateixa i aportant evidències sobre el paper de la senyalització per ABA en el control de la parada del meristem inflorescent. / [EN] Flowers are produced by the activity of the inflorescence meristem after the floral transition. In plants with indeterminate inflorescences, such as Arabidopsis, the final number of flowers produced by the inflorescence meristem depends on two main factors: the rate of flower production by the meristem and the duration of the phase of inflorescence meristem activity. The end of flowering, understood as the moment when the inflorescence stops the production of new flowers, is associated with the meristem proliferative arrest. At this time point, the meristem ceases to initiate new floral primordia and the unpollinated flowers already formed arrest their development. It is well stablished that fruit/seed production induces inflorescence meristem arrest, but the mechanisms controlling this process have remained elusive. During the last years, the regulation of the end of flowering has started to be elucidated in Arabidopsis. The meristem arrest at the end of flowering is controlled at the genetic level by the FRUITFULL-APETALA2 (FUL-AP2) pathway, that modulates meristem proliferative capacity and the cessation of its activity. The meristem arrest has been also shown to be controlled at the hormonal level. Auxins have been proposed to mediate the fruit/seed signal to the meristem. Cytokinins regulation and response have been also proposed as important factors controlling the meristem activity at the end of flowering. Finally, it has been also described that arrested meristems at the end of flowering resemble dormant meristems at the transcriptomic level. In this work we aim to enlarge the existing knowledge about the FUL-AP2 pathway, identifying new elements both upstream and downstream. Upstream, we characterized the SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE (SPL) family of transcription factors, a family of genes linked to the phase change of the meristem from vegetative to reproductive. We focus on part of those SPL genes that are not regulated by miR156(SPL1, SPL12, SPL14, SPL16) and their relationship with FUL. We observed that they are FUL repressors and that they may be related to flowering arrest through multiple pathways, including FLOWERING LOCUS T (FT) and the abscisic acid (ABA) response pathway. Downstream, we focus on the HOMEOBOX PROTEIN (HB) family of transcription factors, and more specifically on the HB21, HB40 and HB53 genes, all of them related to the establishment of dormancy of the axillary meristems. In this work we observed that these genes accumulate at the end of flowering and act redundantly at this flowering arrest, probably through an increase in the response to ABA. With this work we have expanded the existing knowledge about the proliferative arrest regulatory network, characterizing novel involved elements and providing evidence on the role of ABA signaling in the inflorescent meristem arrest control. / Sánchez Gerschon, V. (2023). El control del final de la floración: identificación de nuevos reguladores de la parada proliferativa [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196875

En este estudio se analizó la respuesta y comportamiento estacional de diversos factores ecofisiológicos sobre la concentración de carbohidratos, fracciones nitrogenadas, proteínas y de indicadores de estrés (ácido abscísico, prolina, contenido en clorofilas y fluorescencia clorifílica), frente a la presencia del fruto, y la respuesta de la planta en relación a la brotación y floración siguiente. En los ensayos, fueron utilizados árboles de aguacate (Persea americana Mill.) cv. 'Hass' adultos, injertados sobre patrones de raza mexicana en un huerto comercial localizado en Callosa d' En Sarriá, Alicante, España. Los ensayos involucraron dos niveles de radiación, tres intensidades de floración y el seguimiento estacional de todos los tejidos de un brote y su fruto. Los resultados permitieron identificar, mediante la eliminación sucesiva del fruto, el período durante el cual el fruto ejerce su influencia inhibidora de la siguiente floración, siendo ésta el mismo momento desde la floración hasta finalizada la segunda caída fisiológica de frutos. El comportamiento de los azúcares resultó modificado, tanto por los niveles de radiación, como por las intensidades de floración. La semilla fue un fuerte sumidero durante el período entre la primera y la segunda brotación vegetativa, acumulando la mayor parte del almidón en este período. El período de floración y primer crecimiento vegetativo se mostró significativamente dependiente de los azúcares solubles y almidón acumulados durante la segunda brotación. En el período posterior a ésta, el fruto ejerce una significativa fuerza sumidero con la consiguiente acumulación de carbohidratos solubles en sus tejidos. Los carbohidratos que presentaron mayor relevancia en las épocas y eventos fenológicos analizados fueron la gluc-6-P, la manoheptulosa y el perseitol. La madurez del fruto se relacionó con disminuciones significativas de manoheptulosa y perseitol en sus tejidos. Estos dos azúcares mostraron tener movilidad libre en los te / Gandolfo Wiederhold, SPR. (2008). Factores ecofisiológicos relacionados con el crecimiento vegetativo, floración y desarrollo del fruto del aguacate [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3441 / Palancia

[ES] El crecimiento de las plantas se ve afectado por el estrés abiótico, sequía, salinidad o altas temperaturas. La transducción de señales de estrés abiótico es fundamental para generar una respuesta fisiológica adecuada, que implica la participación de diferentes hormonas vegetales, siendo el ácido abscísico (ABA) el regulador hormonal crítico en la regulación de la respuesta de la planta a situaciones de estrés por déficit hídrico. La vía de señalización de ABA y los componentes principales están bien caracterizados molecular y bioquímicamente. Los receptores de ABA "Pyrabactin Resistance 1"(PYR)/"PYR1-LIKE" (PYL)/ "Regulatory Component of ABA Receptor" (RCAR) juegan un papel importante en la regulación cuantitativa de la señalización ABA tanto en semillas como en tejidos vegetativos. Aunque la función bioquímica de los receptores PYR/PYL/RCARs de ABA, está bien caracterizada, se conoce poco sobre otros aspectos con relevancia biológica, como sus modificaciones postraduccionales o la regulación de su vida media. Uno de los avances recientes en este campo ha sido el descubrimiento de una nueva familia de E3 ligasas llamadas RSL1/RFAs ("RING-finger-ABA-related") que consta de al menos 10 miembros, reguladores clave de la estabilidad de los receptores PYR/PYL/RCAR de ABA en tejidos de raíces y hojas, regulando su degradación en diferentes ubicaciones celulares. Un estudio detallado de esta familia génica reveló que RSL1/RFA se caracterizan estructuralmente por la presencia de tres dominios RING putativos en tándem, denominados "RING1-IN BETWEEN RING-RING2" (RBR), y en consecuencia pertenecen a la familia de E3 ligasas de tipo RBR. Cinco miembros de la familia RSL1/RFA, RSL1 y RFA6-RFA9, contienen un dominio TM en el extremo C-terminal, lo que sugiere que RFA6-RFA9 también se localizan en la membrana plasmática. Sin embargo, otros miembros de las E3 ligasas como RFA1-RFA5 carecen del dominio TM C-terminal y su caracterización funcional, así como su ubicación celular, aún no se conocen. Nosotros mostramos que la E3 ligasa RFA1 se localiza en núcleo y citosol, mientras que RFA4 muestra una localización específica en el núcleo promoviendo la degradación nuclear de los receptores ABA. Por lo tanto, los miembros de la familia RSL1/RFA interactúan con los receptores ABA en la membrana plasmática, el citosol y el núcleo, dirigiéndolos a su degradación a través de la vía endosomal/vacuolar (en el caso de RSL1) o el proteosoma 26S (para RFA1 y RFA4). Proporcionamos información sobre la función fisiológica de estas E3 ligasas de tipo RBR. Realizando tanto mutagénesis como ensayos bioquímicos para identificar la cisteína 361 (Cys361) en RFA4 como la Cys del sitio activo, que es una característica distintiva de las E3 ligasas de tipo RBR. Demostramos mediante análisis de inmunotransferencia del mutante con pérdida de función de rfa1rfa4 que los niveles endógenos de los receptores de ABA PYR1 y PYL4 aumentan en comparación con las plantas de tipo silvestre. Hemos identificado una enzima E2, "Ubiquitin Conjugating Enzyme 26" (UBC26), como la enzima nuclear canónica E2 que interactúa con la E3 ligasa RFA4 y forma complejos UBC26-RFA4-Receptor, formando agregados nucleares. Generamos alelos ubc26 con pérdida de función que mostraban una mayor sensibilidad a ABA y acumulación de receptores ABA en comparación con el tipo silvestre. En definitiva, hemos revelado un sofisticado sistema de ubiquitinación de receptores ABA en diferentes ubicaciones subcelulares llevado a cabo a través de la familia de E3 ligasas RSL1/RFA de tipo RBR. Por otro lado, hemos iniciado pruebas bioquímicas para identificar la S-acilación en el dominio TM de RSL1. Generando RSL1C334S, RSL1 C5S y RSL1C6S mediante mutagénesis y RSL1ΔTM que presenta una delección del dominio TM. Los estudios iniciales han demostrado que los residuos de Cys cercanos al dominio TM están S-acilados. Finalmente, generamos nu / [CA] El creixement de les plantes es pot veure afectat per l'estrès abiòtic, sequera, salinitat o altes temperatures. La transducció de senyals d'estrès abiòtic és fonamental per a generar una resposta fisiològica adequada, que implica la participació de diferents hormones vegetals, sent l'àcid abscísic (ABA) el regulador hormonal crític en la regulació de la resposta de la planta a situacions d'estrès per dèficit hídric. La ruta de senyalització d'ABA i els components principals de la ruta estan ben caracteritzats molecularment i bioquímica. Els receptors "Pyrabactin Resistance 1"(PYR)/"PYR1-LIKE"(PYL)/"Regulatory Component of ABA Receptor" (RCAR) exerceixen un paper important en la regulació quantitativa en resposta a l'estrès tant en llavors com en planta. Encara que la funció bioquímica dels receptors PYR/PYL/RCARs d'ABA, està ben caracteritzada en els últims anys, es coneix poc sobre altres aspectes amb rellevància biològica, com les seues modificacions postraduccionals o la regulació de la seua vida mitjana. Un dels avanços recents en aquest camp ha sigut el descobriment d'una nova família d'E3 ligases anomenades RSL1/RFAs ("RING-finger-ABA-related") que consta d'almenys 10 membres, que són reguladors clau de l'estabilitat dels receptors PYR/PYL/RCAR d'ABA en teixits d'arrels i fulles, regulant la seua degradació en diferents ubicacions cel·lulars. Un estudi més detallat d'aquesta família gènica va revelar que RSL1/RFAs es caracteritzen estructuralment per la presència de tres dominis RING putatius en tàndem, denominats "RING1-IN BETWEEN RING-RING2" (RBR), i en conseqüència pertanyen a la família d'E3 ligases de tipus RBR. Cinc membres de la família RSL1/RFA, RSL1 i RFA6-RFA9, contenen un domini TM en l'extrem C-terminal, la qual cosa suggereix que RFA6-RFA9 també es localitzen en la membrana plasmàtica. No obstant això, altres membres d'aquesta família d'E3 ligases com RFA1-RFA5 manquen del domini TM C-terminal i la seua caracterització funcional, així com la seua ubicació cel·lular, encara no ha sigut investigada. Vam mostrar que l'E3 ligasa RFA1 es localitza tant en el nucli com en el citosol, mentre que RFA4 mostra una localització específica en el nucli promovent la degradació nuclear dels receptors ABA. Per tant, els membres de la família RSL1/RFA interactuen amb els receptors ABA en la membrana plasmàtica, el citosol i el nucli, dirigint-los a la seua degradació a través de la vía endosomal/vacuolar (en el cas de RSL1) o el proteosoma 26S (per a RFA1 i RFA4). Proporcionem informació sobre la funció fisiològica d'aquestes E3 ligases de tipus RBR. Realitzant tant mutagènesis com a assajos bioquímics per a identificar la cisteïna 361 (Cys361) en RFA4 com la Cys del lloc actiu, que és una característica distintiva de les E3 ligases de tipus RBR. Hem demostrat mitjançant una anàlisi d'immuno-transferència del mutant amb pèrdua de funció de rfa1rfa4 que els nivells endògens dels receptors d'ABA PYR1 i PYL4 augmenten en comparació amb les plantes de tipus silvestre. D'altra banda, hem identificat un enzim E2, "Ubiquitin Conjugating Enzyme 26" (UBC26), com l'enzim nuclear canònic E2 que interactua amb l'E3 ligasa RFA4 i forma complexos UBC26-RFA4-Receptor, formant agregats nuclears. També generem al·lels ubc26 amb pèrdua de funció que mostraven una major sensibilitat a ABA i acumulació de receptors ABA en comparació amb el tipus silvestre. En definitiva, hem revelat un sofisticat sistema d'ubiquitinació de receptors ABA en diferents ubicacions subcel·lulars dut a terme a través de la família d'E3 ligases RSL1/RFA de tipus RBR. Hem iniciat proves bioquímiques per a identificar la S-acilació en el domini TM de RSL1. Hem generat RSL1C334S, RSL1 C5S i RSL1C6S mitjançant mutagènesis, així com RSL1ΔTM que presenta una delecció del domini TM. Els estudis inicials han demostrat que els residus de Cys pròxims al domini TM estan S-acilados. Final / [EN] Plant growth is affected by abiotic stress, drought, salinity or high temperature. Signal transduction of abiotic stress is crucial to generate an appropriated physiological response, which involves the participation of different plant hormones, being abscisic acid (ABA) the critical hormonal regulator in regulating the plant's response to situations of stress due to water deficit. The ABA signaling pathway and the major components of the pathway are well characterized molecularly and biochemically. Pyrabactin Resistance 1 (PYR)/PYR1-LIKE (PYL)/Regulatory Component of ABA Receptor (RCAR) ABA receptors play an important role in quantitative regulation of ABA signaling both in seeds and vegetative tissues. Although the biochemical function of the PYR/PYL/RCAR ABA receptors has been well established in recent years, little is known about other aspects with biological relevance, such as their post-translational modifications or the regulation of their half-life. One of the recent advances in this field has been the discovery of a new family of E3 ligases called RSL1/RFAs (RING-finger-ABA-related) that consists of at least 10 members, which are key regulators of the stability of PYR/PYL/RCARs in root and leaf tissues, and regulate the degradation of ABA receptors at different cellular locations. Further inspection of the gene family revealed that RSL1/RFAs are structurally characterized by the presence of three putative RING domains in tandem, named as RING1-IN BETWEEN RING (IBR)-RING2, and accordingly they belong to the RBR-type E3 ligase family. Five members of the RSL1/RFA family, that is, RSL1 and RFA6-RFA9, contain a TM domain at the C-terminal end of the proteins, which suggests that RFA6-RFA9 are also localized in plasma membrane. However, other members of this family of E3 ligases such as RFA1-RFA5 lack the C-terminal TM domain and their functional characterization, as well as their cellular location, has not been investigated yet. In this study we show that the E3 ligase RFA1 is localized both in the nucleus and in the cytosol, while RFA4 shows a specific localization in the nucleus promoting the nuclear degradation of ABA receptors. Therefore, we members of the RSL1/RFA family interact with ABA receptors at the plasma membrane, cytosol and nucleus, targeting them for degradation via the endosomal/vacuolar pathway (in the case of RSL1) or the 26S- proteasome (for RFA1 and RFA4). We provide information on the physiological function of these RBR-type E3 ligases, which are hardly explored in plants. Additionally, we performed mutagenesis and biochemical assays to identify Cys361 in RFA4 as the active site cysteine, which is a distinctive feature of RBR-type E3 ligases. We have shown by immunoblot analysis of the rfa1rfa4 loss-of-function mutant that endogenous levels of ABA receptors PYR1 and PYL4 are increased compared to wild-type plants. On the other hand, we have identified an E2 enzyme, Ubiquitin Conjugating Enzyme 26 (UBC26), as the canonical nuclear enzyme E2 that interacts with the E3 ligase RFA4 and forms UBC26-RFA4-Receptor complexes, forming nuclear aggregates. We also generated loss-of function ubc26 alleles that exhibited higher sensitivity to ABA and accumulation of ABA receptors compared to wild type. We have revealed a sophisticated ubiquitination system of ABA receptors in different subcellular locations carried out through the RBR-type RSL1/RFA family of E3 ligases. We have proceeded with the biochemical and genetic study of the different members of the family. We have started biochemical tests to identify the S-acylation in the TM domain of RSL1. To this end, we have generated RSL1C334S, RSL1 C5S and RSL1C6S by mutagenesis as well as RSL1ΔTM, a deletion of the TM domain. Initial studies have shown that Cys residues close to the TM domain are S-acylated. Finally, we have also generated new combined mutants: rsl1rfa1, rsl1rfa5, rfa1rfa5 and rsl1rfa1rfa5. / Fernández López, MA. (2021). Regulación de la señalización del ABA mediante mecanismos que controlan vida media y actividad de los receptores PYR/PYL [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172364 / TESIS

[EN] Mutants able to germinate and perform early growth in medium containing a high NaCl concentration were identified and named salt resistant (sre). The sre mutants also were able to germinate in high-osmoticum medium, indicating that they are osmotolerant in a germination assay. Complementation analyses revealed that sre1-1 and sre1-2 were alleles of the abscisic acid (ABA) biosynthesis ABA2 gene. A map-based cloning strategy allowed the identification of the ABA2 gene and molecular characterization of the new aba2 alleles. The ABA2 gene product belongs to the family of short-chain dehydrogenases/reductases, which are known to be NAD- or NADP-dependent oxidoreductases. Recombinant ABA2 protein produced in Escherichia coli exhibits a Km value for xanthoxin of 19 µM and catalyzes in a NAD-dependent manner the conversion of xanthoxin to abscisic aldehyde, as determined by HPLC-mass spectrometry. The ABA2 mRNA is expressed constitutively in all plant organs examined and is not upregulated in response to osmotic stress. The results of this work are discussed in the context of previous genetic and biochemical evidence regarding ABA biosynthesis, confirming the xanthoxin-->abscisic aldehyde-->ABA transition as the last steps of the major ABA biosynthetic pathway. The abscisic aldehyde oxidase 3 (AAO3) gene product of A. thaliana catalyzes the final step in abscisic acid (ABA) biosynthesis. An aao3-1 mutant in a Landsberg erecta genetic background exhibited a wilty phenotype in rosette leaves, whereas seed dormancy was not affected (Seo et al., 2000a). Therefore, it was speculated that a different aldehyde oxidase would be the major contributor to ABA biosynthesis in seeds (Seo et al., 2000a). Through a screening based on germination under high-salt concentration, we isolated two mutants in a Columbia genetic background, initially named sre2-1 and sre2-2. Complementation tests with different ABA-deficient mutants indicated that sre2-1 and sre2- 2 mutants were allelic to aao3-1, and therefore they were renamed as aao3-2 and aao3-3, respectively. Indeed, molecular characterization of the aao3-2 mutant revealed a T-DNA insertional mutation that abolished the transcription of AAO3 gene, while sequence analysis of AAO3 in aao3-3 mutant revealed a deletion of three nucleotides and several missense mutations. Physiological characterization of aao3-2 and aao3-3 mutants revealed a wilty phenotype and osmotolerance in germination assays. In contrast to aao3-1, both aao3-2 and aao3-3 mutants showed a reduced dormancy. Accordingly, ABA levels were reduced in dry seeds and rosette leaves of both aao3-2 and aao3-3. Taken together, these results indicate that AAO3 gene product plays a major role in seed ABA biosynthesis. / [ES] El ácido abscísico (ABA) es una fitohormona implicada en el control de procesos vegetales esenciales, principalmente el desarrollo de la semilla así como la respuesta de las plantas a diferentes estreses ambientales, particularmente frío, sequía y salinidad. En el presente trabajo se ha realizado la búsqueda en colecciones de Arabidopsis thaliana mutagenizadas con T-DNA de mutantes capaces de germinar en condiciones de alta sal (NaCl), identificándose tres loci mutantes, inicialmente denominados sre1, sre2 y sre3 (“salt resistant”). Los mutantes sre, además de su capacidad para germinar y establecer plántula en condiciones de estrés osmótico, mostraban una germinación resistente a paclobutrazol, latencia muy reducida, mayor transpiración y niveles de ABA en hojas de roseta significativamente menores que plantas silvestres. El análisis de complementación reveló que los mutantes sre1 eran alélicos al mutante aba2-1, los mutante sre2 eran alélicos al mutante aao3-1 y el mutante sre3 era alélico al mutante aba1-5. Así, el ABA bloquea la germinación y el establecimiento de la plántula en condiciones de bajo potencial hídrico, por lo que mutantes capaces de germinar en condiciones de estrés osmótico representan frecuentemente mutantes defectivos en la biosíntesis de ABA. Mediante una combinación de las estrategias de mapeo posicional y gen candidato se llevó a cabo la identificación del gen ABA2 y de las mutaciones sre1-1/aba2-11 y sre1- 2/aba2-12. El gen ABA2 (At1g52340) codifica una alcohol deshidrogenasa de cadena corta dependiente de NAD+ (SDR). La mutación sre1-1/aba2-11 es debida a una deleción de 53 pb que también supone un cambio en la pauta de lectura, generando un alelo nulo de ABA2. La mutación sre1-2/aba2-12 conduce a la sustitución Gly28Arg, afectando al sitio de unión del coenzima. Mediante un análisis HPLC-MS se ha demostrado que la proteína recombinante ABA2 cataliza la conversión de xantoxina en aldehído abscísico en una reacción dependiente de NAD+ . Los resultados obtenidos en el presente trabajo establecen inequívocamente que la conversión de xantoxina en aldehído abscísico representa el penúltimo paso de la ruta de biosíntesis de ABA y que este es catalizado por el producto génico del gen ABA2 (At1g52340). El último paso de la ruta de biosíntesis de ABA es la conversión de aldehído abscísico en ácido abscísico. Este paso está catalizado en Arabidopsis por el producto génico del gen AAO3. Los mutantes sre2-1/aao3-2 y sre2-2/aao3-3, igual que el mutante aao3-1, muestran una reducción en los niveles de ABA en hojas de roseta y una mayor transpiración que las plantas silvestres. Además, y contrariamente el mutante aao3-1, muestran un fenotipo de osmotolerancia en germinación y establecimiento de plántula, germinación resistente a paclobutrazol, latencia reducida y poseen una reducción del 65% en los niveles de ABA en semillas. La caracterización molecular de la mutación sre2-1/aao3-2 revela una inserción de T-DNA que elimina la transcripción del gen AAO3, constituyendo por tanto un alelo nulo. La secuenciación del gen AAO3 en el mutante sre2-2/aao3-3 revela una deleción de tres nucleótidos y varias mutaciones de cambio de sentido. La evidencia genética y bioquímica resultante del análisis de los mutantes sre2-1/aao3-2 y sre2-2/aaao3-3 indica que lesiones en el gen AAO3 conducen a niveles reducidos de ABA y fenotipos característicos en semillas. Por consiguiente, queda demostrado que el gen AAO3 desempeña un papel crucial en la biosíntesis de ABA en semillas. / [CA] L´àcid abscísic (ABA) és una fitohormona que ha estat implicada en el control de processos vegetals essencials, principalment en el desenvolupament de la llavor així com en la resposta de les plantes a diferents estressos ambientals, particularment fred, sequera i salinitat. En el present treball de tesi doctoral s´ha fet la recerca en coleccions d´Arabidopsis thaliana mutagenizades amb T-DNA de mutants capaços de germinar en condicions d´elevada sal (NaCl), identificant-se tres loci mutants, inicialment denominats sre1,sre2 i sre3 (“salt resistant”). Els mutants sre, a més de la seva capacitat per a germinar i establir plàntula en condicions d´estrès osmòtic, mostraven una germinació resistent a paclobutrazol, latència molt reduïda, major transpiració i nivells d´ABA en fulles de roseta significativament menors que les plantes silvestres. L´anàlisi de complementació va mostrar que els mutants sre1 eren al·lèlics al mutant aba2-1, els mutants sre2 eren al·lèlics al mutant aao3-1 i el mutant sre3 era al·lèlic al mutant aba1-5. Així, l´ABA bloqueja la germinació i l´establiment de la plàntula en condicions de baix potencial hídric, i aleshores mutants capaços de germinar en condicions d´estrès osmòtic representen normalment mutants amb defectes en la biosíntesi d´ABA. Mitjançant una combinació de les estratègies de mapeig posicional i gen candidat s´ha realitzat la identificació del gen ABA2 y de les mutacions sre1-1/aba2- 11 y sre1-2/aba2-12.El gen ABA2 (At1g52340) codifica una alcohol deshidrogenasa de cadena curta dependent de NAD+ (SDR). La mutació sre1-1/aba2-11 es deguda a una deleció de 53 pb que també suposa un camvi en la pauta de lectura, generant un al·lel nul de ABA2. La mutació sre1-2/aba2-12 produeix a la substitució Gly28Arg, afectant al lloc d´unió del coenzima. Mitjançant un anàlisi HPLC-MS s´ha demostrat que la proteïna recombinant ABA2 catalitza la conversió de xantoxina en aldehid abscísic en una reacció dependent de NAD+ . Els resultats obtinguts en el present treball estableixen inequívocament que la conversió de xantoxina en aldehíd abscísic representa el penúltim pas de la ruta de biosíntesi d´ABA i que està catalitzat pel producte gènic del gen ABA2 (At1g52340). L´últim pas de la ruta de biosíntesi d´ABA és la conversió de l´aldehid abscísic en àcid abscísic. Aquest pas està catalitzat en A. thaliana pel producte gènic del gen AAO3. Els mutants sre2-1/aao3-2 y sre2-2/aao3-3, igual que el mutant aao3-1, mostraven una reducció en els nivells d´ABA en fulles de roseta i una major transpiració que las plantes silvestres. A més, i contràriament al mutant aao3-1, mostraven un fenotip de osmotolerancia en germinació i establiment de plàntula, germinació resistent a paclobutrazol, latència reduïda i posseeixen una reducció del 65% en els nivells d´ABA en llavors. La caracterització molecular de la mutació sre2-1/aao3-2 revela una inserció de T-DNA que elimina la transcripció del gen AAO3, constituint por tant un al·lel nul. La secuenciació del gen AAO3 en el mutant sre2-2/aao3-3 va revelar una deleció de tres nucleòtids i vàries mutacions de canvi de sentit. L´evidencia genètica i bioquímica resultant de l´anàlisi dels mutants sre2- 1/aao3-2 i sre2-2/aaao3-3 indica que lesions en el gen AAO3 condueixen a nivells reduïts d´ABA i fenotips característics en llavors. Aleshores, queda demostrat que el gen AAO3 poseeix un paper crucial en la biosíntesi d´ABA en llavors. / González Guzmán, M. (2005). Genética molecular de la biosíntesis del ácido abscísico. Clonación y caracterización del gen ABA2 [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/135830 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

Salinity is a challenge for crop productivity. Hence, plants exposed to saline environments reduce their vegetative and reproductive growth due to adverse effects of specific ions on metabolism and water relations. In order to cope with salinity, plants display physiological mechanisms based on three main aspects: i) source-sink relationships, ii) resource allocation and iii) alterations in endogenous hormone levels. The roles of developmental and hormonal mechanisms in salt response were investigated here. We employed mutants and transgenic tomato plants affecting different aspects of plant development and hormone response in the same genetic background (cultivar Micro-Tom). The following genotypes were used: Galapagos dwarf (Gdw), Lanata (Ln), lutescent (l), single flower truss (sft), sft heterozygous (sft/+), diageotropica (dgt), entire (e), Never ripe (Nr), epinastic (epi), procera (pro), notabilis (not), anti sense Chloroplastic carotenoid cleavage dioxygenase 7 (35S::asCCD7) and Salicylate hydroxylase (35S::nahG). Among the developmental genotypes studied, sft and l, involved in flower induction and senescence, respectively, were less affected when exposed to salt stress. Although l is considered deleterious due to its precocious senescence, it presented greater shoot biomass and leaf area during salinity. The heterozygous sft/+, whose high productivity was recently linked to an improved vegetative-to-reproductive balance, changed this balance and lowered its yield more than the control MT upon salt treatment. In the analysis of genotypes affecting hormonal status/signaling four kinds of salt responses among the genotypes were observed: i) High shoot growth in spite of high Na:K ratio presented by the strigolactone deficient and high branching CCD7 transgene; ii) High shoot growth and reduced accumulation of Na in tissues (probably due to dilution) presented by the auxin constitutive response e mutant; iii) The opposite response observed in \"ii\" presented by the low auxin sensitivity dgt mutant and iv) growth inhibition combined with reduced levels of Na and higher accumulation of K presented by the not mutant, which produces less ABA. Taken together, the results presented here points to novel developmental mechanisms, such as the promotion of moderate senescence and vegetative growth, and hormonal imbalances to be explored in the pursuing of crops resistant to salt stress. / A salinidade é um desafio para a produtividade agrícola, uma vez que plantas expostas à salinidade tem o crescimento vegetativo e reprodutivo reduzido devido aos efeitos adversos de íons específicos no metabolismo e nas relações hídricas. A fim de lidar com a salinidade, as plantas desempenham mecanismos fisiológicos baseados em três principais características: i) relações fonte-dreno; ii) alocação de reservas e iii) alterações nos níveis endógenos de hormônios. Nesse trabalho, investigamos a relação entre os processos de desenvolvimento e de regulação hormonal com a resposta à salinidade. Para tanto foram usados genótipos de tomateiro com alteração em diferentes vias de desenvolvimento e de produção ou sinalização de hormônios vegetais. Os seguintes genótipos foram usados: Galapagos dwarf (Gdw), Lanata (Ln), lutescent (l), single flower truss (sft), sft heterozygous (sft/+), diageotropica (dgt), entire (e), Never ripe (Nr), epinastic (epi), procera (pro), notabilis (not), anti sense Dioxigenase cloroplastídica de carotenoide 7 (35S::asCCD7) e Salicilato hidroxilase (35S::nahG). Entre os genótipos de desenvolvimento estudados, sft e l, relacionados à menor indução floral e senescência respectivamente, foram os menos afetados quando expostos à salinidade. O genótipo l acumulou maior biomassa e área foliar, apesar de ser considerado deletério devido à senescência precoce. As plantas heterozigotas, sft/+, cuja maior produtividade foi recentemente relacionada a um melhor balanço vegetativo/reprodutivo, alteraram esse balanço sob salinidade e reduziram sua produtividade mais que o controle MT sob estresse salino. Na análise dos genótipos com alteração hormonais foram observados quatro tipos de respostas à salinidade: i) elevado crescimento da parte aérea, apesar da razão Na:K ser alta no genótipo CCD7 cujo transgene induz deficiência de estrigolactona e excessiva ramificação; ii) elevado crescimento e acúmulo reduzido de Na nos tecidos (devido provavelmente a diluição) apresentada pelo mutante de resposta constitutiva a auxina e; iii) o oposto da resposta anterior foi apresentado pelo mutante pouco sensível à auxina , dgt; iv) inibição do crescimento combinado com nível reduzido de Na e alto acúmulo de K apresentada pelo mutante not que produz menos ácido abscísico. Considerados em conjunto, os resultados apresentaram temas para novos mecanismos de desenvolvimento, como a promoção moderada de senescência e do crescimento vegetativo além dos desbalanços hormonais, para serem explorados na busca de culturas resistentes ao estresse salino.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:06:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_taciane_finatto.pdf: 5834731 bytes, checksum: e10f781234d54582cc17a9b8dff16c53 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Iron toxicity in plants is associated with the presence of large concentrations of reduced iron (Fe2+) in the soil solution, which occurs in flooded soils and affects rice plants grown under this condition. Symptoms of iron toxicity involve oxidative stress in leaves, as a response to excessive Fe2+ absorption by the roots. The responses of plants to stress conditions include stimulus perception, signal transduction and gene transcription activation. Besides gene expression, LTR (Long Terminal Repeat) retrotransposons represent ca. 22% of the rice genome, they can be transcriptionally activated under stress, and they can alter the expression of adjacent genes (e.g. due to alterations in chromatin structure). This study aimed to identify differentially expressed genes and LTR retrotransposons in leaves of 18-day-old rice seedlings (Oryza sativa ssp. japonica cv. Nipponbare) after four days of iron excess exposure. They were identified a differential expression of genes and LTR retrotransposons in rice exposed to iron excess using a microarray approach. Total RNA was extracted from leaves of 18-day-old rice seedlings (Oryza sativa L. ssp japonica cv. Nipponbare) after four days of cultivation in nutrient solution with iron excess (7 mM of FeSO47H2O) and in a control solution. The hybridization was performed with cDNA and rice transposome array v. 2.0 microarray (Roche/NimbleGen technology, an improvement of v.1.0, Picault et al., 2009). Data from gene expression was analyzed by the Bayesian t-test with BH adjustment method. Gene annotation, gene ontology, and LTR retrotransposon identification were performed at RAP-DB (Rice Annotation Project Database, build 5), and microarray results were validated by RT-qPCR. Considering log2 FC (log2-fold-change) ≤ -1 as underexpression and ≥ 1 as overexpression (p-values ≤ 0.05), 44 down-regulated and 1,572 up-regulated genes with described function were identified. Down-regulated genes were related to a wide range of functions and no gene family could be highlighted. Among the up-regulated genes, 166 were transcription factors, the most representative belonging to the Zinc finger RING/FYVE/PHD-type family (22) and WRKY family (19); other genes were from the kinase family, participating in biological processes of protein amino acid phosphorylation (86); had molecular function of iron ion binding (56); were involved in response to oxidative stress (scavenging of reactive oxygen species) (26); had molecular function of transport activity (84), including four genes related to heavy metal transport/detoxification and four genes of the multi antimicrobial extrusion protein MATE family; and were involved in the biological process of apoptosis (14), including 10 genes of NB-ARC. Among the up-regulated genes, 435 present at least one cis-regulatory element responsive to abscisic acid (ABA) with significant occurrence (P≤0.05) in its promoter region (1 kbp upstream of the transcription start site). These data indicate that about 28% of the up-regulated genes can be regulated by changing in the ABA content in leaves in response to iron excess. Regarding expression of LTR retrotransposons, 302 were down-regulated (53 Ty1/Copia, 172 Ty3/Gypsy and 77 unclassified), and 4342 up-regulated (466 Ty1/Copia, 2276 Ty3/Gypsy and 1600 unclassified). They were observed a large activity of LTR retrotransposons in response to iron toxicity, and furthermore, they were verified that LTR retrotransposons transcription can extend to 5' and 3' flanking regions. In addition, 16 situations that should up-regulated LTR retrotransposons are located at a very short distance (smaller than 1000 base pairs) in the same chromosome of up-regulated genes suggesting co-transcription, these occurrences are represented by eight where the LTR retrotransposon and the gene have the same sense of transcription (plus); five occurrences with the both with the same sense of transcription (minus) and one occurrence where they have opposite senses. Additionally, two occurrences that in which both, DNA sequences of up-regulated retrotransposon and gene, are overlapped and have the same sense of transcription. / A toxidez por ferro em plantas está associada com a presença de grandes concentrações de ferro (Fe) reduzido (Fe2+) na solução do solo, esta condição pode ocorrer em solos irrigados por inundação. Os sintomas de toxidez por ferro incluem estresse oxidativo nas folhas como resultado do excesso de Fe2+ absorvido pelas raízes, resultando em perdas na produtividade. As respostas das plantas às condições de estresse envolvem a percepção dos estímulos, transdução de sinais e ativação da transcrição gênica. Além da expressão gênica, os LTR retrotransposons (Long Terminal Repeat Retrotransposons) que respresentam cerca de 20% do genoma do arroz, podem ser transcricionalmente ativados em condições de estresse e desta forma, influenciar a expressão de genes adjacentes (por exemplo devido a alterações na estrutura da cromatina). Este estudo teve por objetivo identificar genes e LTR retrotransposons diferencialmente expressos em plântulas de arroz (Oryza sativa ssp. japonica cv. Nipponbare), após quatro dias de exposição ao excesso de ferro em solução nutritiva. A expressão diferencial de genes e LTR retrotransposons foi analisada utilizando a técnica de microarranjo e sua validação foi realizada por meio de RT-qPCR. O RNA total foi extraído de folhas de plântulas de arroz cv. Nipponbare, após quatro dias de cultivo em solução nutritiva adicionada de ferro na concentração de 7 mM (FeSO47H2O) (presença de toxidez) e a condição controle com presença de ferro na concentração de 10 μM. O cDNA fita dupla foi sintetitizado a partir do RNA mensageiro. A hibridização foi realizada entre o cDNA das duas condições em triplicatas biológicas e o microarranjo Rice Transposome Array v. 2.0 (Roche/NimbleGen technology, an improvement of v.1.0, Picault et al., 2009). Os valores de intensidade de cada spot foram normalizados, transformados e comparados pelo teste T Bayesiano. A identificação dos genes e LTR retrotransposons foi realizada de acordo com o banco de dados RAP-DB (Rice Annotation Project Database, build 5). Considerando log2 FC (log2-fold-change) ≤ -1 como subexpressão e ≥ 1 como superexpressão e P≤ 0.05 para ambas condições. Foram identificados 44 genes subexpressos e 1.572 superexpressos com funções descritas. Os genes subexpressos desempenham a uma vasta gama de funções. Entre elas destacam-se: 166 genes que são fatores de transcrição, sendo que os mais representativos pertencem à família Zinc finger RING/FYVE/PHD-type family (22 genes) e WRKY (19 genes); outros genes da família das cinases que participam também da sinalização celular em processos biológicos de fosforilação de aminoácidos nas proteínas (86 genes); outros genes com função molecular de ligação ao íon ferro (56 genes); 26 genes envolvidos na resposta ao estresse oxidativo (scavengers de espécies reativas de oxigênio); 84 genes com função molecular de transporte, incluindo quatro genes relacionados ao transporte e detoxificação de metais pesados e quatro genes da família MATE; 14 genes envolvidos em apoptose, incluindo 10 genes NB-ARC. Entre os genes superexpressos, 435 apresentam pelo menos um elemento regulatório de ação cis responsivo ao ácido abscisico (ABA) com ocorrência significativa (P≤0,05) em sua região promotora (1 kbp a montante do sítio de início da transcrição). Estes dados indicam que cerca de 28% dos genes superexpressos podem ser regulados pelas alterações no conteúdo de ABA nas folhas, em resposta ao estresse por excesso de ferro. Considerando a expressão do LTR retrotransposons, 302 apresentaram subexpressão (53 Ty1/Copia, 172 Ty3/Gypsy e 77 não classificados), e 4.342 apresentaram superexpressão (466 Ty1/Copia, 2276 Ty3/Gypsy e 1600 não classificados). Foi constatada grande atividade transcricional dos LTR retrotransposons em resposta à toxidez por ferro, sendo que a transcrição dos LTR retrotransposons pode se estender às suas regiões flanqueadoras 5 e 3 , além disso foram encontradas 16 ocorrencias em que o LTR retrotransposon e o gene superexpresso estão localizados a uma distância menor do que 1000 pares de bases no mesmo cromossomo, sugerindo co-transcrição entre ambos. Entre as 16 ocorrências, oito em que o LTR retrotransposon e o gene apresentam o mesmo sentido de transcrição (plus); cinco ocorrências com mesmo sentido de transcrição (minus) e uma ocorrência onde LTR retrotrotransposon e gene apresentam sentidos de transcrição opostos. Foram observadas ainda, duas ocorrências em que as sequencias de DNA do LTR retrotransposon e do gene superexpressos estão sobrepostas, e apresentam o mesmo sentido de transcrição.