Orientador: Jorge Vega / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T03:46:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gouvea_JorgeAlbertode_D.pdf: 1143224 bytes, checksum: 108744e4f1f8e8833644140838007856 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo:A aplicação de determinados reguladores de crescimento em plantas pode resultar na indução de resistência contra ataques subseqüentes de patógenos. Este fenômeno é conhecido como resistência sistêmica adquirida (SAR) e vários mecanismos estão envolvidos, entre eles a resposta de hipersensibilidade (HR), o aumento na atividade das enzimas peroxidases (POX) e da fenilalanina amônia-liase (PAL) nos tecidos resistentes. A fim de se detenninar o efeito do ácido salicílico (AS) e de um brassinolídeo (BR 16) na resposta hipersensível, plantas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), cultivar Moruna (nc) foram tratadas com estes reguladores de crescimento e inoculadas com o Southern bean mosaic virus (SBMV). Detenninou-se o número de lesões necróticas das folhas primárias e a atividade das enzimas guaiacol peroxidases (g-POX) e PAL. Houve uma redução significativa no número de lesões necróticas nas plantas tratadas com ambos os reguladores de crescimento e um aumento significativo na atividade das g-POX, mas nenhum efeito na atividade da PAL. O efeito da aplicação de AS e BR 16 na resposta suscetível foi verificado através da aplicação destes reguladores de crescimento em plantas de feijoeiro da cultivar lalo, inoculadas com o SBMV. Os tratamentos promoveram uma redução significativa na concentração viral na sa folha trifoliolada, 28 dias após a inoculação das folhas primárias. Os resultados indicam que as aplicações de ácido salicílico e do brassinolídeo BR 16 podem ter promovido uma indução de resistência tanto local quanto sistêmica, em plantas de feijoeiro. O aumento na atividade das enzimas g-POX, envolvidas nos processos de detoxificação de espécies reativas de oxigênio, promovido pelo tratamento com ambos os reguladores de crescimento, sugere uma participação destas na redução do número de lesões necróticas das plantas inoculadas com o SBMV / Abstract: The use of certain growth regulators in plants can result in the induction of resistance against attacks of some plant pathogens. This phenomenon is known as Systemic Acquired Resistance (SAR) and several mechanisms are involved in the induction of SAR.,among them are the Hypersensitive Reaction (HR), the increase in the activity of some enzymes like peroxidases (POX) and Phenylalanine ammonia-Iyase (PAL). Two different growth regulators (salicylic acid "SA" and a brassinosteroid "BR 16") were used in order to determine the induction of local resistance in bean plants (Phaseolus vulgaris L.) of cultivar Moruna (nc). Afier the application, the plants were mechanically inoculated with Southern bean mosaic virus (SBMV), genus Sobemovirus. The number of necrotic lesion was determined in the the primary leaves and the activity of the enzymes guaiacol peroxidases (g-POX) and Phenylalanine ammonia-Iyase (pAL) were also measured. There was a significant reduction in the number of necrotic lesions in the treated plants with both growth regulators and a significant increase in the activity ofthe g-POX, but there was no effect in the PAL activity. The effect ofthe application of SA and BR 16 in the induction of systemic resistance was verified through the application of these growth regulators in bean plants cultivar Jalo, inoculated with SBMV. The treatments promoted a significant reduction in the viral concentration in the SIDleaf, 28 days afier the inoculation of the primary leaves. The results indicated that the applications of SA and of the BR 16 promoted both local and systemic resistances. The increase in the activity of the guaiacol peroxidases, enzymes involved in the scavenning of reactive oxygen species, caused by the treatment with both growth regulators, suggested a contribution in the reduction of the number of necrotic lesions in the plants inoculated with SBMV. The use of SA and BR 16 did not change the activity of PAL, enzyme involved in the lignification process and in the mechanisms of plant defense against infections / Doutorado / Doutor em Biologia Vegetal

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_cristina_larre.pdf: 291548 bytes, checksum: b01c0fd3c6e2185e8da8574384127853 (MD5) Previous issue date: 2008-05-30 / The objective of the research was evaluate the importance 24-epibrassinolide in physiological performance of rice seeds, for this two experiments were conducted in laboratory and a greenhouse. The first assessed the performance of different concentrations of 24-epibrassinolide in physiological quality of seeds and seedlings grow th in tw o lots of rice cv. IRGA 422CL. The seeds of both lots were treated with increasing concentrations of 24-epibrassinolide, zero, 0.01, 0.1, 0.4 and 1.0 µM, for a period of two hours and evaluated through the tests of germination, the first counting of germination, the speed of germination index , emergency , speed of emergency index , length of shoot and root and fresh and dry mass of shoot and root. Generally in all characteristics determined, concentrations less than or equal to 0.4 µM 24- epibrassinolide produced a positive response in physiological quality seeds of rice cv. IRGA 422CL. The second ex periment w as conducted w it h seed rice of tw o cultivars, BRS Querência, genoty pe susceptible to salinity and BRS Bojurú, tolerant to salt, in order to determine the effect of the 24-epibrassinolide on the germination, seedling grow th, leaf area and concentration of chlorophy ll under salt stress condition. Seeds w ere soaked for tw o hours in w ater, 100mM NaCl and solutions of 100 mM NaCl supplemented w ith 24-epibrassinolide at concentrati ons of 0.01, 0.1 and 1.0 µM. The viability and vigor of rice seeds of cv. BRS Querên cia w ere reduced by salinity and w ere restored by the application of the 24-epibrass inolide in concentration 1.0 µM. While in cv. BRS Bojurú the vigor w as reduced by th is concentration. The application of the 24-epibrassinolide in cv. BRS Querência incr eased the concentration of chlorophy ll, leaf area, length of root and shoot, f resh and dry mass of root and shoot, reducing the deleterious effects caused by salinity. H ow ever, in cv. BRS Bojurú, tolerant to salinity , the application of the 24-epi brassinolide 0.01 µM reversed or did not affect the characteristics of grow th, although, concentrations of 0.1 e 1,0 µM reduced the characteristics of grow th, but did not affect the chlorophy ll concentration. Based on the results, it can be inferred that the supplementation of saline solution w ith 24-epibrassinolide improves the q uality of see d varieties susceptible to salinity , not acting the same w ay in more tolerant cultivars. / O objetivo da pesq uisa foi avaliar a importância do 24-epibrassinolídeo no desempenho fisiológico de sementes de arroz, sendo realizados dois ex perimentos, em laboratório e casa de vegetação. O primeiro aval iou o desempenho de diferentes concentrações de 24-epibrassinolídeo na q ualidade f isiológica de sementes e no crescimento de plâ ntulas de arroz em dois lotes da cv. IRGA 422CL. As sementes de ambos os lotes foram tratadas com concentrações crescentes de 24- epibrassinolídeo (zero; 0,01; 0,1; 0,4 e 1,0 µM), por um período de duas horas e avaliadas por meio dos testes de germinação, primeira contagem da germinação, índice de velocidade de germinação, índice de velocidade de emergência, emergência, comprimento de parte aérea e raiz e massas fresca e seca de parte aérea e raiz. De modo geral em todas as características determinadas, concentrações menores ou iguais a 0,4 µM de 24-epibrassinolídeo produziram respostas positivas na q ualidade fisiológica das se mentes de arroz cv. IRGA 422CL. O segundo ex perimento foi conduzido com sementes de arroz de duas cultivares, BRS Querência, genótipo suscetível a salinidade e B RS Bojurú, tolerante ao sal, de modo a determinar o efeito do 24-epibrassinolídeo na germinação, crescimento de plântulas, área foliar e concentração de clorofila em condição de estresse salino. As sementes foram embebidas, por duas horas, em água, NaCl 100 mM e soluções de NaCl 100 mM suplementadas com 24-epibrassinolídeo nas concentrações de 0,01; 0,1 e 1,0 µM. A viabilidade e o vigor das sementes de arroz da cv. BRS Querência, foram reduzidos pela salinidade e restabelecidos pela aplicação do 24- epibrassinolídeo na concentração 1,0 µM. Enq uanto, na cv. BRS Bojurú, a aplicação desta concentração reduziu o vigor. Na cv. BRS Quer ência, suscetível ao sal, a aplicação do 24-epibrassinolídeo incrementou a concentração de clorofila, área foliar, comprimento de raiz e parte aérea, massas fresca e seca de raiz e parte aérea, reduzindo os efeitos deletérios causados pela salinidade. No entanto, na cv. BRS Bojurú, tolerante a salinidade, a aplicação do 24-epibrassinolídeo 0,01 µM reverteu ou não afetou as características de crescimento, porém, concentrações de 0,1 e 1,0 µM reduziram as características de cresci mento, mas não afetaram a concentração de clorofila. Com base nos resultados, pode-se inferir q ue a suplementação da solução salina com 24-epibrassinolídeo melhora a q ualidade das sementes de cultivares suscetíveis a salinidade, não atuando da mesma forma em cultivares mais tolerantes.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_cristina_ferreira_larre.pdf: 314474 bytes, checksum: 7bcfb3b381c500d52e92c9e1a37d5d9b (MD5) Previous issue date: 2008-05-30 / The objective of the research was evaluate the importance 24-epibrassinolide in physiological performance of rice seeds, for this two experiments were conducted in laboratory and a greenhouse. The first assessed the performance of different concentrations of 24-epibrassinolide in physiological quality of seeds and seedlings growth in two lots of rice cv. IRGA 422CL. The seeds of both lots were treated with increasing concentrations of 24-epibrassinolide, zero, 0.01, 0.1, 0.4 and 1.0 μM, for a period of two hours and evaluated through the tests of germination, the first counting of germination, the speed of germination index, emergency, speed of emergency index, length of shoot and root and fresh and dry mass of shoot and root. Generally in all characteristics determined, concentrations less than or equal to 0.4 μM 24- epibrassinolide produced a positive response in physiological quality seeds of rice cv. IRGA 422CL. The second experiment was conducted with seed rice of two cultivars, BRS Querência, genotype susceptible to salinity and BRS Bojurú, tolerant to salt, in order to determine the effect of the 24-epibrassinolide on the germination, seedling growth, leaf area and concentration of chlorophyll under salt stress condition. Seeds were soaked for two hours in water, 100mM NaCl and solutions of 100 mM NaCl supplemented with 24-epibrassinolide at concentrations of 0.01, 0.1 and 1.0 μM. The viability and vigor of rice seeds of cv. BRS Querência were reduced by salinity and were restored by the application of the 24-epibrassinolide in concentration 1.0 μM. While in cv. BRS Bojurú the vigor was reduced by this concentration. The application of the 24-epibrassinolide in cv. BRS Querência increased the concentration of chlorophyll, leaf area, length of root and shoot, fresh and dry mass of root and shoot, reducing the deleterious effects caused by salinity. However, in cv. BRS Bojurú, tolerant to salinity, the application of the 24-epibrassinolide 0.01 μM reversed or did not affect the characteristics of growth, although, concentrations of 0.1 e 1,0 μM reduced the characteristics of growth, but did not affect the chlorophyll concentration. Based on the results, it can be inferred that the supplementation of saline solution with 24-epibrassinolide improves the quality of seed varieties susceptible to salinity, not acting the same way in more tolerant cultivars. / O objetivo da pesquisa foi avaliar a importância do 24-epibrassinolídeo no desempenho fisiológico de sementes de arroz, sendo realizados dois experimentos, em laboratório e casa de vegetação. O primeiro avaliou o desempenho de diferentes concentrações de 24-epibrassinolídeo na qualidade fisiológica de sementes e no crescimento de plântulas de arroz em dois lotes da cv. IRGA 422CL. As sementes de ambos os lotes foram tratadas com concentrações crescentes de 24- epibrassinolídeo (zero; 0,01; 0,1; 0,4 e 1,0 μM), por um período de duas horas e avaliadas por meio dos testes de germinação, primeira contagem da germinação, índice de velocidade de germinação, índice de velocidade de emergência, emergência, comprimento de parte aérea e raiz e massas fresca e seca de parte aérea e raiz. De modo geral em todas as características determinadas, concentrações menores ou iguais a 0,4 μM de 24-epibrassinolídeo produziram respostas positivas na qualidade fisiológica das sementes de arroz cv. IRGA 422CL. O segundo experimento foi conduzido com sementes de arroz de duas cultivares, BRS Querência, genótipo suscetível a salinidade e BRS Bojurú, tolerante ao sal, de modo a determinar o efeito do 24-epibrassinolídeo na germinação, crescimento de plântulas, área foliar e concentração de clorofila em condição de estresse salino. As sementes foram embebidas, por duas horas, em água, NaCl 100 mM e soluções de NaCl 100 mM suplementadas com 24-epibrassinolídeo nas concentrações de 0,01; 0,1 e 1,0 μM. A viabilidade e o vigor das sementes de arroz da cv. BRS Querência, foram reduzidos pela salinidade e restabelecidos pela aplicação do 24- epibrassinolídeo na concentração 1,0 μM. Enquanto, na cv. BRS Bojurú, a aplicação desta concentração reduziu o vigor. Na cv. BRS Querência, suscetível ao sal, a aplicação do 24-epibrassinolídeo incrementou a concentração de clorofila, área foliar, comprimento de raiz e parte aérea, massas fresca e seca de raiz e parte aérea, reduzindo os efeitos deletérios causados pela salinidade. No entanto, na cv. BRS Bojurú, tolerante a salinidade, a aplicação do 24-epibrassinolídeo 0,01 μM reverteu ou não afetou as características de crescimento, porém, concentrações de 0,1 e 1,0 μM reduziram as características de crescimento, mas não afetaram a concentração de clorofila. Com base nos resultados, pode-se inferir que a - x - suplementação da solução salina com 24-epibrassinolídeo melhora a qualidade das sementes de cultivares suscetíveis a salinidade, não atuando da mesma forma em cultivares mais tolerantes.

Brassinosteroids are plant hormones which are also known for their pleiotropic effects on plants exposed to various biotic and abiotic stress factors. The aim of this study was to evaluate the role of 10-8 M 24-epibrassinolide in Zea mays L. and Vicia faba L., grown under conditions of drought stress (6, 10, 14, 18 days) with an emphasis on different answer to their drought sensitive and resistant genotypes. Net photosynthetic rate (PN) and transpiration rate (E), stomatal conductance (gs), osmotic potential (ψs), proline (Pro) and malondialdehyde (MDA) content and membrane injury index (MI) were measured in stressed plants and plants grown under controlled conditions. The most important factor influencing these parameters was drought, which led to a gradual decrease of PN, E, gs, ψs and increase of Pro, MDA a MI. The effect of 24-epibrassinolid was significant rather exceptionally and in these cases, more pronounced response was observed in drought stressed plants compared with plants grown under controlled conditions. Plants showed intraspecific variability in their reactions, which in sensitive and tolerant genotypes were not clear and differed depending on the studied parameters and conditions of plant cultivation.

Os peptídeos hormonais vegetais, que vêm sendo caracterizados em plantas desde a década de 90, podem estar relacionados com defesa, reprodução, crescimento e desenvolvimento de plantas. O peptídeo RALF (Rapid Alkalinization Factor), ubíquo no reino vegetal, está envolvido com o desenvolvimento de plantas. Em arabidopsis há 37 genes que codificam peptídeos RALF (AtRALFs). A isoforma mais estudada é a AtRALF1, a qual regula de maneira negativa a expansão celular, inibindo o crescimento de raiz primária e o alongamento de hipocótilo quando aplicado exogenamente. Recentemente, demonstrou-se a existência de uma relação antagônica entre AtRALF1 e a via de brassinosteróides (BRs) no desenvolvimento de raízes. Quando mutantes da via de sinalização do BR foram avaliados quanto a sua resposta ao peptídeo AtRALF1, descobriu-se que mutantes para o receptor quinase1 associado ao BRI1 (bak1) são insensíveis a AtRALF1. Experimentos utilizando o sistema de duplo híbrido em levedura, a co-imunoprecipitação e a indução de genes marcadores em mutantes bak1 foram realizados e confirmaram o envolvimento da proteína BAK1 na percepção do peptídeo. Plantas transgênicas que superexpressam AtRALF1 apresentam um fenótipo semi-anão, no entanto, quando as mesmas foram cruzadas com o mutante bak1, suas progênies apresentaram um fenótipo similar ao de plantas selvagens. Ainda, quando plantas deste cruzamento foram novamente cruzadas com plantas selvagens, plantas com fenótipo semi-anão foram observadas na prole. Ensaios de ligação usando o peptídeo AtRALF1 marcado com éster de acridínio foram realizados e mostraram que em mutantes bak1, a ligação do AtRALF1 é menor em aproximadamente 30% quando comparada com plantas selvagens. Os dados obtidos mostram que a proteína BAK1 interage fisicamente com o AtRALF1, está envolvida na percepção do peptídeo, é essencial para a inibição do crescimento da raiz primária causada pelo AtRALF1 e é necessária para a indução dos genes responsivos ao AtRALF1. / The plant peptides, which have been characterized in plants since the 90\'s, can be related to defense, reproduction, growth and development of plants. The RALF (Rapid Alkalinization Factor) peptide, ubiquitous in the plant kingdom, is related to the development of plants. In arabidopsis plants, there are 37 genes encoding RALF peptides (AtRALFs). AtRALF1 is the most studied isoform, which negatively regulate cell expansion, inhibiting primary root growth and hypocotyl elongation when it is applied exogenously. Recently, an antagonistic relationship between AtRALF1 and the brassinosteroids (BRs) to control root development had been demonstrated. When the response of mutants related to the BR signaling pathway to AtRALF1 peptide was investigated, it was found that mutants lacking the BRI1-associated receptor kinase1 (bak1) are insensitive to AtRALF1. Experiments using the two-hybrid system in yeast, co-immunoprecipitation, and the induction of marker genes in bak1 mutants were carried out, and confirmed the involvement of the BAK1 protein in the perception of AtRALF1 peptide. Transgenic plants overexpressing AtRALF1 are semi-dwarf. However, when those transgenic plants were crossed with bak1 mutant, their progeny showed a wild-type phenotype. Besides, when plants from this progeny were crossed again with wild-type plants, semi-dwarf phenotype plants were obtained in the offspring. Binding assays using AtRALF1 labeled with acridinium-ester were performed, and showed that in bak1 mutants, the AtRALF1 binding was reduced approximately 30% when compared to wild-type plants. All data indicate that BAK1 protein interacts physically with AtRALF1, it\'s involved with the peptide perception, essential for the primary root growth inhibition caused by AtRALF1, and required to the induction of genes responsive to AtRALF1.

Os peptídeos hormonais vegetais, que vêm sendo caracterizados em plantas desde a década de 90, podem estar relacionados com defesa, reprodução, crescimento e desenvolvimento de plantas. O peptídeo RALF (Rapid Alkalinization Factor), ubíquo no reino vegetal, está envolvido com o desenvolvimento de plantas. Em arabidopsis há 37 genes que codificam peptídeos RALF (AtRALFs). A isoforma mais estudada é a AtRALF1, a qual regula de maneira negativa a expansão celular, inibindo o crescimento de raiz primária e o alongamento de hipocótilo quando aplicado exogenamente. Recentemente, demonstrou-se a existência de uma relação antagônica entre AtRALF1 e a via de brassinosteróides (BRs) no desenvolvimento de raízes. Quando mutantes da via de sinalização do BR foram avaliados quanto a sua resposta ao peptídeo AtRALF1, descobriu-se que mutantes para o receptor quinase1 associado ao BRI1 (bak1) são insensíveis a AtRALF1. Experimentos utilizando o sistema de duplo híbrido em levedura, a co-imunoprecipitação e a indução de genes marcadores em mutantes bak1 foram realizados e confirmaram o envolvimento da proteína BAK1 na percepção do peptídeo. Plantas transgênicas que superexpressam AtRALF1 apresentam um fenótipo semi-anão, no entanto, quando as mesmas foram cruzadas com o mutante bak1, suas progênies apresentaram um fenótipo similar ao de plantas selvagens. Ainda, quando plantas deste cruzamento foram novamente cruzadas com plantas selvagens, plantas com fenótipo semi-anão foram observadas na prole. Ensaios de ligação usando o peptídeo AtRALF1 marcado com éster de acridínio foram realizados e mostraram que em mutantes bak1, a ligação do AtRALF1 é menor em aproximadamente 30% quando comparada com plantas selvagens. Os dados obtidos mostram que a proteína BAK1 interage fisicamente com o AtRALF1, está envolvida na percepção do peptídeo, é essencial para a inibição do crescimento da raiz primária causada pelo AtRALF1 e é necessária para a indução dos genes responsivos ao AtRALF1. / The plant peptides, which have been characterized in plants since the 90\'s, can be related to defense, reproduction, growth and development of plants. The RALF (Rapid Alkalinization Factor) peptide, ubiquitous in the plant kingdom, is related to the development of plants. In arabidopsis plants, there are 37 genes encoding RALF peptides (AtRALFs). AtRALF1 is the most studied isoform, which negatively regulate cell expansion, inhibiting primary root growth and hypocotyl elongation when it is applied exogenously. Recently, an antagonistic relationship between AtRALF1 and the brassinosteroids (BRs) to control root development had been demonstrated. When the response of mutants related to the BR signaling pathway to AtRALF1 peptide was investigated, it was found that mutants lacking the BRI1-associated receptor kinase1 (bak1) are insensitive to AtRALF1. Experiments using the two-hybrid system in yeast, co-immunoprecipitation, and the induction of marker genes in bak1 mutants were carried out, and confirmed the involvement of the BAK1 protein in the perception of AtRALF1 peptide. Transgenic plants overexpressing AtRALF1 are semi-dwarf. However, when those transgenic plants were crossed with bak1 mutant, their progeny showed a wild-type phenotype. Besides, when plants from this progeny were crossed again with wild-type plants, semi-dwarf phenotype plants were obtained in the offspring. Binding assays using AtRALF1 labeled with acridinium-ester were performed, and showed that in bak1 mutants, the AtRALF1 binding was reduced approximately 30% when compared to wild-type plants. All data indicate that BAK1 protein interacts physically with AtRALF1, it\'s involved with the peptide perception, essential for the primary root growth inhibition caused by AtRALF1, and required to the induction of genes responsive to AtRALF1.

Tesis por compendio / [ES] Como precursores de las semillas, los óvulos representan un órgano fundamental durante el ciclo de vida de las plantas. Debido a su importancia, el desarrollo del óvulo ha sido estudiado durante décadas desde un punto de vista morfológico y molecular, lo que ha permitido dilucidar la compleja e intrincada red de regulación genética que lo rige. En concreto, la iniciación del óvulo está controlada por las hormonas vegetales auxinas, citoquininas y brasinoesteroides (BRs), siendo todas ellas reguladoras positivas del número de óvulos. Recientemente demostramos que las giberelinas (GAs) modulan negativamente el número de óvulos mediante la desestabilización de las proteínas DELLA. Sin embargo, aún debe aclararse cómo encajan las GAs y las proteínas DELLA en el modelo regulador de la iniciación de los óvulos. El trabajo presentado en esta tesis doctoral tiene como objetivo aclarar el mecanismo molecular por el cual las GAs actúan en la iniciación del óvulo. Después de una introducción general, en el Capítulo 1 mostramos que tanto las GAs como los BRs regulan el número de óvulos en Arabidopsis independientemente de los niveles de actividad de la otra hormona, lo que sugiere que las GAs y los BRs actúan de forma independiente para controlar la iniciación del óvulo. En el Capítulo 2 proporcionamos evidencias genéticas y moleculares que apuntan a que las proteínas DELLA participan en la iniciación de los óvulos mediante su interacción con el factor de transcripción CUC2 en las células placentarias. En conjunto, los hallazgos presentados aquí nos han permitido integrar a las GAs y proteínas DELLA en la red genética que guía el inicio de los primordios de óvulos. Una discusión final destaca las preguntas abiertas que aún deben abordarse para comprender completamente el control hormonal de la iniciación de los óvulos en las plantas. / [CAT] Com a precursors de les llavors, els òvuls representen un òrgan fonamental durant el cicle de vida de les plantes. A causa de la seva importància, el desenvolupament de l'òvul ha estat estudiat durant dècades des d'un punt de vista morfològic i molecular, el que ha permès dilucidar la complexa i intricada xarxa de regulació genètica que el regeix. En concret, la iniciació del òvul està controlada per les hormones vegetals auxines, citoquinines i brasinoesteroides (BRs), sent totes elles reguladores positives del nombre d'òvuls. Recentment demostrem que les gibberel·lines (GAs) modulen negativament el nombre d'òvuls mitjançant la desestabilització de les proteïnes DELLA. No obstant, encara s'ha d'aclarir com encaixen les GAs i les proteïnes DELLA al model regulador de la iniciació dels òvuls. El treball presentat en aquesta tesi doctoral té com a objectiu aclarir el mecanisme molecular pel qual les GAs actuen a la iniciació de l'òvul. Després d'una introducció general, al Capítol 1 mostrem que tant les GAs com els BRs regulen el nombre d'òvuls a Arabidopsis independentment dels nivells d'activitat de l'altra hormona, cosa que suggereix que les GAs i els BRs actuen de forma independent per controlar la iniciació de l'òvul. Al Capítol 2 proporcionem evidències genètiques i moleculars que apunten que les proteïnes DELLA participen en la iniciació dels òvuls mitjançant la seva interacció amb el factor de transcripció CUC2 a les cèl·lules placentàries. En conjunt, els descobriments presentats ací ens han permès integrar les GAs i proteïnes DELLA a la xarxa genètica que guia l'inici dels primordis d'òvuls. Una discussió final destaca les preguntes obertes que encara cal abordar per comprendre completament el control hormonal de la iniciació dels òvuls a les plantes. / [EN] As precursors of seeds, ovules represent a fundamental organ during the plant life cycle. Due to their importance, ovule development has been studied for decades from a morphological and molecular point of view, allowing the elucidation of a complex and intricate gene regulatory network governing it. Specifically, ovule initiation is controlled by the plant hormones auxins, cytokinins and brassinosteroids (BRs), all of them being positive regulators of ovule number. Recently, we demonstrated that gibberellins (GAs) negatively module ovule number by the destabilization of DELLA proteins. However, how GAs and DELLA proteins fit in the regulatory model for ovule initiation still needs to be clarified. The work presented in this PhD thesis aims to clarify the molecular mechanism by which GAs act in ovule initiation. After a comprehensive introduction, we show in Chapter 1 that both GAs and BRs regulate ovule number in Arabidopsis regardless of the activity levels of the other hormone, suggesting that GAs and BRs act independently to control ovule initiation. In Chapter 2 we provide genetic and molecular evidence pointing to DELLA proteins participating in ovule initiation by the interaction with the CUC2 transcription factor in placental cells. Collectively, the findings presented here allowed us to integrate GAs and DELLA proteins in the gene regulatory network guiding ovule primordia initiation. A final discussion highlights open questions that still need to be addressed to fully understand the hormonal control of ovule initiation in plants. / La realización de esta Tesis Doctoral ha sido posible gracias a un contrato para la Formación de Personal Investigador de la Universidad Politécnica de Valencia (durante un año y medio) y a un contrato para la Formación de Profesorado Universitario (FPU18/00331) del Ministerio de Universidades (durante dos años y medio). Las estancias breves en Chile y Francia fueron posible gracias a la financiación H2020-MSCA-RISE-2014 y a una ayuda EMBO Short-Term (STF 8961), respectivamente. El trabajo experimental ha sido financiado por los proyectos BIO2017-83138-R y PID2020-113920RB-100 del Ministerio de Ciencia e Innovación y AICO/2020/256 de la Generalitat Valenciana. / Barro Trastoy, D. (2022). Gibberellins and ovule number: a molecular mechanism [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/187756 / TESIS / Compendio

Els brassinoesteroides són fitohormones que actuen com a reguladors del creixement vegetal. En aquest camp, davant dels elevats costos necessaris per obtenir-los resulta rellevant la síntesi de mimètics. En aquest treball s'ha desenvolupat una estratègia per transformar l'inhibidor dels brassinoesteroides, el KM-01, en una nova família d'anàlegs amb activitat brassinoesteroide. Per sintetitzar tres mimètics del KM-01, ha estat necessari posar a punt un mètode per a produir microbiològicament el producte de partida (PR toxina) a escala de grams i, definir mitjançant tècniques computacionals, entre les quals destaca la nova metodologia SHOP, l'estructura d'aquests mimètics del KM-01. Finalment, s'ha posat a punt un bioassaig per avaluar-ne l'activitat antiestrès. / Los brasinoesteroides son fitohormonas que actúan como reguladores del crecimiento vegetal. En este campo, delante de los elevados costes necesarios para obtenerlos resulta relevante la síntesis de miméticos. En este trabajo, se ha desarrollado una estrategia para transformar el único inhibidor conocido de los brasinoesteroides, el KM-01, en una nueva familia de análogos con actividad brasinoesteroide. Para sintetizar tres miméticos del KM-01 ha sido necesaria la puesta a punto de un método para producir microbiológicamente el producto de partida (PR toxina) a escala de gramos y, definir, mediante técnicas de química computacional entre las que destaca la nueva metodología SHOP, la estructura de estos miméticos del KM-01. Finalmente, se ha puesto a punto un bioensayo para evaluar su actividad antiestrés. / Brassinosteroids are fitohormones that act as growth plant regulators. However, the high costs to obtain them drives to the relevance of synthesizing brassinosteroid mimetics. In this work, it has been developed a strategy in order to transform the only known brassinosteroids inhibitor, KM-01, into a new family of analogues with brassinosteroid activity. The synthesis of three KM-01 mimetics has required the microbiologic production of the starting material (PR toxin) in gram quantities and, the structure definition of KM-01 analogues by computational methods (SHOP methodology). Finally, a new bioassay has been developed in order to evaluate their antistress activity.

Aquesta tesi és una continuació dels estudis iniciats en l'equip en el camp de les relacions estructura-activitat (SAR i QSAR) dels brassinoesteroides (BRs) mitjançant mètodes computacionals. L'objectiu general és centrar l'atenció en la cadena lateral, ja que la influència dels hidroxils depenia del tipus d'estudi (quantitatiu o qualitatiu) i la influència de l'extrem final de la cadena lateral era molt genèrica. El desenvolupament d'aquest objectiu principal ha portat a: 1. Estudiar les cadenes laterals d'anàlegs BRs androstànics: Basant-se en l'aproximació a l'anàleg actiu (AAA) prenent com a referència l'estructura de la brassinolida, s'ha vist que els anàlegs α-hidroxiester i α-aminoester són computacionalment bons candidats per presentar activitat brassinoesteroide. Un cop sintetitzats (en una tesi paral·lela), tres anàlegs amb la funcionalitat lliure han donat inactius mentre que quatre anàlegs amb la funcionalitat protegida han donat actius o moderadament actius. Basant-se novament en l'AAA, no ha estat possible explicar computacionalment i de forma inequívoca l'activitat i/o inactivitat d'aquests anàlegs. 2. Revisar i redefinir la conformació activa dels BRs: S'ha conclòs que la conformació activa in silico és l'anomenada HIP. Aquesta és la que explica amb més coherència la distribució tridimensional tan dels hidroxils com de l'extrem final de la cadena lateral de cara a explicar la unió de les cinc cadenes laterals tipus dels BRs amb el receptor. La raó per la qual s'han trobat diverses conformacions actives es troba en l'anàlisi conformacional dels BRs i no pas en els processos de selecció de la conformació activa. 3. Estudiar la influència de la conformació activa dels BRs sobre els models de QSAR: Conformacions actives estructuralment diferents han donat lloc a models quantitati-vament similars, però qualitativament diferents. Quantitativament similars perquè les parts dels BRs que correlacionen amb l'activitat són les mateixes. Qualitativament diferents perquè la contribució a l'activitat d'aquestes parts, especialment de cadena lateral, i la variació de la predictibilitat en funció de l'estructura són diferents en cada cas. Els models reduïts i el model HOMO han posat de manifest que no es pot extreure més informació dels models degut als desequilibris estructurals del conjunt de BRs que formen part del data set. El model a 1 μg/planta explica els requeriments estructurals que fan que un BR sigui actiu o inactiu. El model HIP explica els requeriments estructurals que determinen el grau d'activitat dels BRs actius. Fora de l'objectiu principal, però íntimament relacionat amb els estudis de QSAR s'ha volgut: 4. Determinar l'error experimental de la resposta i de les dades d'activitat: Comparant-los amb els errors dels models, s'observa que el model a 1 μg/planta està força ben ajustat i no té gaire marge de millora. En canvi, que el model HIP pot millorar considerablement sobretot en la predictibilitat, sempre i quan s'arreglin els desequilibris estructurals. D'altre banda, s'ha vist que els diferents tractaments estadístics realitzats en el bioassaig no afecten significativament al valor d'activitat. / Esta Tesis es una continuación de los estudios iniciados por el equipo en el campo de las relaciones estructura-actividad (SAR y QSAR) de los brasinoesteroides (BRs) mediante métodos computacionales. El objetivo general es centrar la atención en la cadena lateral, ya que la influencia de los hidroxilos dependía del tipo de estudio (cuantitativo o cualitativo) y la influencia del extremo final de la cadena lateral era muy genérica. El desarrollo de este objetivo principal ha llevado a: 1. Estudiar las cadenas laterales de los análogos BRs androstánicos: Basándose en la apro-ximación al análogo activo tomando como referencia la estructura de la brasinolida, se ha observado que los análogos α-hidroxiester i α-aminoester son computacionalmente buenos candidatos para presentar actividad brassinoesteroide. Una vez sintetizados (en una tesis paralela), tres análogos con la funcionalidad libre han resultado inactivos mientras que cuatro análogos con la funcionalidad protegida han resultado activos o moderadamente activos. Basándose nuevamente en la AAA, no ha sido posible explicar computacionalmente y de forma inequívoca la actividad o inactividad de estos análogos. 2. Revisar y redefinir la conformación activa de los BRs: Se ha llegado a la conclusión que la conformación activa in silico es la llamada HIP. Esta es la que explica con más coherencia la distribución tridimensional tanto de los hidroxilos como del extremo final de la cadena lateral a fin de explicar la unión de las cinco cadenas laterales tipo de los BRs con el receptor. La razón por la cual se han encontrado diversas conformaciones activas se encuentra en el análisis conformacional y no en los procesos de selección de la conformación activa. 3. Estudiar la influencia de la conformación activa de los BRs en los modelos de QSAR: Conformaciones activas estructuralmente diferentes han dado lugar a modelos cuantita-tivamente similares, pero cualitativamente diferentes. Cuantitativamente similares porque las partes de los BRs que correlacionan con la actividad son las mismas. Cualitativamente diferentes porque la contribución a la actividad de dichas partes, especialmente de la cadena lateral, y la variación de la predictibilidad en función de la estructura son diferentes en cada caso. Los modelos reducidos y el modelo HOMO han puesto de manifiesto que no se puede extraer más información de los modelos debido a los desequilibrios estructurales del conjunto de BRs que conforman el "data set". El modelo a 1 μg/planta explica los requisitos estructurales que hacen que un BR sea activo o inactivo. El modelo HIP explica los requisitos estructurales que determinan el grado de actividad de los BRs activos. Fuera del objetivo principal, pero íntimamente relacionado con los estudios de QSAR se ha querido: 4. Determinar el error experimental de la respuesta y de los datos de actividad: Compa-rándolos con los errores de los modelos, se observa que el modelo a 1 μg/planta está bastante bien ajustado y tiene poco margen de mejora. En cambio, el modelo HIP puede mejorar considerablemente sobretodo en la predictibilidad, siempre y cuando se solucionen los desequilibrios estructurales. Por otro lado, se ha observado que los diferentes tratamientos estadísticos realizados en el bioensayo no afectan significativamente al valor de actividad. / This Thesis is the continuation of the studies started by our laboratory in the field of brassinosteroids (BRs) structure activity relationships (SAR and QSAR) using computational methods. The main aim is to focus the study on the side chain, due to the influence of hydroxyl groups depends on the study (quantitative or qualitative) and the influence of the side chain end is very generic. The development of this goal has leaded to: 1. Study the side chain of androstanic BRs analogues: Based on active analogue approach (AAA) taking brassinolide as the reference structure, it has been shown that α-hydroxyester and α-aminoester analogues are computationally good candidates to elicit brassinosteroid activity. Once synthesized (in a parallel thesis), three analogues with free functionality have result inactive but four analogues with protected functionality have result active or mild active. Based once again on AAA it has not been possible explain computationally and unequivocally the activity and/or inactivity of these analogues. 2. Revise and redefine the active conformation of BRs: It has been concluded that in silico active conformation is the named as HIP. This explains more consistently the tridimensional distribution of both the hydroxyls and the end of the side chain in order to explain the union of the five side chain types with BRs receptor. The reason for having found several active conformations is in BRs conformational analysis not in the active conformation selection procedures. 3. Study the influence of BRs active conformation in QSAR models: Active conformations structurally different has lead to models which are quantitatively similar but qualitatively different. Quantitatively similar due to the parts of BRs that correlate with activity are the same. Qualitatively different due to this parts contribution, especially the side chain, and the structure depending variation of predictability are different on each model. Reduced models and HOMO model has shown that get more information from the models is not possible due to a structural imbalance in BRs data set. The 1 μg/plant model explains the structural requirements that make BRs active or inactive. The HIP model explains the structural requirements that determine the activity degree of active BRs. Out of the main aim, but close related to QSAR studies I wanted to: 4. Determine the experimental error of both the response and the activity data: Compared with models error, it is observed that the 1 μg/plant model is really well adjusted and has little improvement margin, but the HIP model can be considerably improved, overall in predictability. On the other hand, it has been shown that the different statistical treatments done in bioassay do not affect in a significant way the activity value.

Orientador: Marlene Aparecida Schiavinato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T08:53:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Longatti_ClaudiaAparecida_M.pdf: 1449126 bytes, checksum: be3aefaf910ddbe46531e367581164f3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O metabolismo geral de uma planta pode ser afetado pelo excesso de sais no solo, visto que a salinidade pode causar reduções no crescimento e acelerar a senescência. Os brassinosteróides são hormônios vegetais envolvidos no aumento da tolerância a vários tipos de estresses, inclusive o estresse salino. Com o objetivo de avaliar a influência da aplicação de brassinosteróide no crescimento e metabolismo do nitrogênio em plantas de Cajanus cajan sob diferentes condições de estresse salino, plantas noduladas de C. cajan foram cultivadas em casa de vegetação na ausência ou presença de brassinosteróide (24-epibrassinolídeo), sob diferentes concentrações de NaCl (0 mM, 100 mM e 200 mM). A salinidade afetou o crescimento, reduzindo a área, o comprimento do caule, a longevidade foliar, o teor de umidade de folhas, caules e raízes, bem como a atividade da nitrogenase, os teores de pigmentos fotossintetizantes, de malondialdeído e de nitrogênio total em folhas verde maduras, e a proficiência e eficiência do uso de nitrogênio. A aplicação de brassinosteróide amenizou o efeito do NaCl nas reduções da área foliar e teores de clorofila a e total. Também atenuou o efeito do estresse salino na atividade da nitrogenase. Esse efeito positivo do brassinosteróide sobre a atividade da enzima refletiu-se no aumento da concentração de compostos nitrogenados nas folhas verde-maduras e reduziu, ainda, a perda de N nas folhas senescentes. A maior concentração de N total nas folhas verde-maduras de plantas tratadas com o 24-epibrassinolídeo levou à redução da eficiência de utilização desse elemento / Abstract: The general metabolism of a plant can be affected by salinity excess in soil, due to the fact that salinity can cause growth reduction and accelerate senescence. The brassinosteroids are plant hormones involved in increasing tolerance in several types of stress, including salt stress. In order to verify the influence of the application brassinosteroid on development and nitrogen metabolism in Cajanus cajan plants under different levels of salt stress, nodulated plants of C. cajan were cultivated in the greenhouse in the absence or presence of 24-epibrassinolide, under different concentrations of NaCl (0 mM, 100 mM and 200 mM). Salinity affected growth reducing leaf area, branch length, leaf longevity, moisture content of leaves, stems and roots, as well as activity of nitrogenase, amounts of photosynthetic pigments, malondialdehyde and total nitrogen in mature green leaves; nitrogen use proficiency and efficiency. The application of brassinosteroid attenuated the effect of NaCl on the leaf area and on the concentrations of chlorophyll a and total chlorophyll. The hormone also attenuated the effect of salt stress on the activity of nitrogenase. The positive effect of the hormone on the activity of the enzyme led to an increase in the concentration of nitrogenous compounds in the mature green leaves and reduced the lost of nitrogen in senescent leaves. The higher concentration of total nitrogen in mature green leaves of the plants treated with 24-epibrassinolide led to a reduction in nitrogen use efficiency / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal