Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-10-13T15:08:09Z No. of bitstreams: 1 marceloluizdutravicente.pdf: 2312980 bytes, checksum: b37c60d826b1535e34d7681e6ff5daee (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-10-22T12:57:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marceloluizdutravicente.pdf: 2312980 bytes, checksum: b37c60d826b1535e34d7681e6ff5daee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-22T12:57:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marceloluizdutravicente.pdf: 2312980 bytes, checksum: b37c60d826b1535e34d7681e6ff5daee (MD5) Previous issue date: 2008-03-07 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Estudos prévios têm mostrado que a agenesia calosa causada por irradiação ionizante prénatal promove alterações na expressão de lateralidade cerebral. Sugere-se que fatores genéticos possam estar envolvidos na expressão de lateralidade cerebral. A intenção deste trabalho foi estudar, em camundongos, as correlações entre expressões de lateralidade cerebral no teste de preferência de patas, que avaliou o comportamento lateralizado motor e no teste de campo aberto, que avaliou o comportamento lateralizado sensório-motor, quando avaliado o comportamento em sua periferia. No teste campo aberto, os animais foram divididos em subgrupos: aqueles que foram expostos a um fator sonoro contínuo estressante de 105 decibéis a 3000 Hz e os que não foram expostos. Foi testado um número total de 49 machos não irradiados e 51 fêmeas não irradiadas, 34 machos irradiados e 39 fêmeas irradiadas. Os instrumentos estatísticos utilizados foram análise de regressão com o coeficiente de Pearson e ANOVA. Os resultados mostraram índice de significância nas correlações lateralidade direcional da preferência de patas x lateralidade direcional do campo aberto e lateralidade direcional da preferência de patas x índice de lateralidade do campo aberto, em machos não irradiados sem som e em fêmeas não irradiadas com som. A modificação nos índices de lateralidade nos animais irradiados dos respectivos grupos sugere a participação da ontogênese calosa no estabelecimento da lateralidade como expressão conjunta. Além disto, a presença de índices de significância nos grupos não irradiados citados sugere a participação de fatores genéticos e/ou epigenéticos no estabelecimento da lateralidade como expressão conjunta. / Previous studies showed that callosal agenesis by exposition to prenatal ionizing irradiation leads to changes in the cerebral lateralized behavior. Other studies suggest genetic factors as involved in the establisment of cerebral lateralization. The intention this work was to study, in mice, the correlations between the establisment of the cerebral lateralization on the paw preference test, that objectives the study of motor laterality, and on the open-field test, that objetives the study of sensoriomotor lateralization on the periphery. In the open-field test the animals were subdivided in subgroups: that were exposed a stressing continuous sound factor of 105 dB and 3000 Hz and that weren’t exposed. It were tested 49 nonirradiated males, 51 nonirradiated females, 34 irradiated males, 39 irradiated females. The statistical tool used were the regression analysis with the Pearson Coefficient and the ANOVA. The results showed significance in correlations of directional laterality of the paw preference x directional laterality of the open-field, and in directional laterality of the paw preference x lateralisation index of the open-field. This was expressed in the nonirradiated males without sound and nonirradiated females with sound. The changes on the laterality index in the irradiated mice on the respective groups suggest the role of the callosal ontogenesis on the establisment of laterality as a dual expression. On the other hand, the presence of significance index on the above cited nonirradiated grouos suggest the role of genetic and/or epigenetic factors on the laterality establishment as a dual expression.

[EN] ocp3 mutant plants exhibit an accelerated and intensified callose deposition in response to infection by Botrytis cinerea or Plectosphaerella cucumerina. After phenotypic analysis of a series of double mutants ocp3 we observed that both, the increase callose deposition and resistance, require PMR4 callose synthase and hormone abscisic acid (ABA). In wild plants after infection with any of these necrotrophic fungi, ABA synthesis increases, this increase is even higher in ocp3. The greater resistance observed in ocp3 plants also requires the correct perception of jasmonic acid (JA) through COI1 receptor. However, JA is not required for the synthesis and basal callose deposition. In this way it could propose a model in which OCP3 exerts a specific control for callose deposition regulated by JA and requires, indispensably, ABA. The OCP3 protein, sequence homology, is classified as a nuclear transcription factor family member of Homeobox. However, we found that OCP3 imported and accumulates in the chloroplasts, and colocalized with pentatricopeptide repeat proteins involves in RNA editing. Specifically, OCP3 participates regulating ndhB transcript editing. ndhB encodes one subunit of the multiprotein chloroplast complex NADPH dehydrogenase (NDH). The absence of OCP3 results in a decay of ndhB editing; a fact which entails a reduction of the activity of NDH complex and therefore leads to a defect in the cyclic electron flow (CEF) around the photosystem I (PSI). We were also able to confirm that mutants having altered activity of NDH complex, as crr2 and crr21 turn have an increased resistance to infection by P. cucumerina, and show an increased callose deposition. Moreover, we note that the editing of the mRNA for other subunits encoded in the chloroplast NDH complex are also subject to regulation which is significantly altered in the presence of a pathogenic stimuli. At the same time, the stability of NDH complex also compromised after a pathogenic insult. All these results indicate that the NDH complex is subject to a subtle regulation in accordance with the changing environment. The ABA is a key player in activating plant defense against P. cucumerina infection. Moreover, hemibiotrofos pathogens such as Pseudomonas syringae DC3000 also cause increased synthesis of ABA. However, this increase leads to the suppression of defensive responses, which can be attributed a dual role. The regulation of dual role of this hormone, activator and repressor some other defenses, indicates the existence of a post-regulating hormone synthesis. In this Doctoral Thesis, it has been identified as PYR1 family member receptor ABA PYR/PYL/RCAR perceives this hormone to trigger a response to infection by a pathogen. PYR1 reduces the salicylic acid (SA) dependent response against the biotrophic pathogens attack. Thus exerts a positive control JA-dependent responses required to activate the defenses against necrotrophic pathogens. The loss of the perception of ABA through PYR1 activates the expression of SA-responsive genes, alteration of chromatin remodeling and increase in the activation of MAP kinases after the attack biotrophic pathogens. Thus, the ABA through PYR1 receptor and through an epigenetic control, have a regulatory role in plant immunity depending on the lifestyle of pathogens infecting the plant. / [ES] Las plantas mutantes ocp3, presentan una acelerada e intensificada deposición de calosa en respuesta a la infección producida por Botrytis cinerea o Plectosphaerella cucumerina. Tras el análisis fenotípico de una serie de dobles mutantes en el fondo ocp3 observamos que tanto el incremento en la deposición de calosa como de la resistencia requieren de la calosa sintasa PMR4, y de la hormona ácido abscísico (ABA). En las plantas silvestres, tras la infección por alguno de estos hongos necrotrofos, se incrementa la síntesis de ABA, incremento éste que aún es mayor en las plantas ocp3. La mayor resistencia que se observa en las plantas ocp3 también requiere de la correcta percepción del ácido jasmónico (JA) a través del receptor COI1. Sin embargo, el JA no es requerido para la síntesis y deposición de calosa basal. De esta forma se podría proponer un modelo en el que OCP3 ejerce un control específico para la deposición de calosa regulada por JA y que requiere, indispensablemente, de ABA. La proteína OCP3, por homología de secuencia, se clasifica como un factor de transcripción nuclear miembro de la familia de los Homeobox. Sin embargo, encontramos que OCP3 se importa y acumula en los cloroplastos, y se colocaliza con proteínas que contienen motivos de repetición pentatricopeptidos e implicadas en la edición de RNA. Concretamente, OCP3 participa regulando el mecanismo de edición del transcrito ndhB que codifica una de las subunidades del complejo multiprotéico NADPH deshidrogenasa (NDH) del cloroplasto. La ausencia de OCP3 se traduce en una deficiente edición de ndhB; hecho éste que conlleva un deterioro en la funcionalidad del complejo NDH y que por tanto acarrea un defecto en el flujo cíclico de electrones (CEF) alrededor del fotosistema I (PSI). También pudimos confirmar que mutantes que presentan alteraciones en la actividad del complejo NDH, como crr2 y crr21, a su vez presentan un incremento en la resistencia frente a la infección por P. cucumerina, además de mostrar una mayor deposición de calosa. Por otra parte, observamos que la edición de los mRNA para otras subunidades del complejo NDH codificadas en el cloroplasto están, también, sujetas a una regulación que se ve notablemente alterada en presencia de un estimulo patogénico. Al mismo tiempo, la estabilidad del complejo NDH también se ve comprometida tras un insulto patogénico. Todos estos resultados indicarían que el complejo NDH está sujeto a una sutil regulación en concordancia con las condiciones cambiantes del entorno. El ABA es determinante en la activación de mecanismos de defensa frente a P. cucumerina. Por otra parte, patógenos hemibiotrofos como por ejemplo Pseudomonas syringae DC3000 también provocan incremento en la síntesis de ABA. Sin embargo, este incremento acarrea la supresión de las respuestas defensivas, por lo que se le puede atribuir un papel dual. La regulación del papel dual de esta hormona, activador de unas defensas y represor de otras, indica la existencia de una regulación posterior a la síntesis de la hormona. En la presente Tesis Doctoral, se ha identificado a PYR1 como el miembro de la familia de los receptores de ABA PYR/PYL/RCAR que percibe esta hormona para desencadenar una respuesta a la infección por un patógeno. PYR1 amortigua la respuesta dependiente de ácido salicílico (SA) frente al ataque de un patógeno biotrofo. De esta forma ejerce un control positivo sobre las respuestas dependientes de JA requeridas para activar las defensas frente a patógenos necrotrofos. La pérdida de la percepción del ABA por PYR1 provoca una activación de los genes de respuesta a SA, una alteración de la remodelación de la cromatina y un incremento en la activación de las MAP quinasas tras el ataque de patógenos biotrofos. De esta forma, el ABA a través del receptor PYR1 y a través de un control epigenético, tendría un papel regulador de la inmunidad vegetal en función del / [CAT] Les plantes mutants ocp3, presenten una accelerada e intensificada deposició de calosa en resposta a la la infecció produïda per Botrytis cinerea o Plectosphaerella cucumerina. Darrere l'anàlisi d'una sèrie de dobles mutants amb ocp3, observem que tant l'increment en la deposició de calosa com de la resistència requereixen de la calosa sintasa PMR4, i de l'hormona àcid abscisic (ABA). Les plantes silvestres infectades amb algú d'aquests fongs necrotrofs, incrementen la síntesi de ABA, increment aquest que encara és major en les plantes ocp3. La major resitència que s'observa en les plantes ocp3 també requereix de la correcta percepció de l'àcid jasmonic (JA) a través del receptor COI1. No obstant això, el JA no és requerit per a la síntesi i deposició de calosa basal. D'aquesta forma, es podria proposar un model en el qual OCP3 exerceix un control especific per a la deposició de calosa regulada pel JA i que requerix, indispensablement, de l'ABA. La proteïna OCP3, per homologia de seqüència, es classifica com un factor de transcripció nuclear membre de la familia dels Homeobox. No obstant això, trobem que OCP3 s'importa i acumula en el cloroplasts, i es colocaliza amb proteïnes que contenen motius de repetició pentatricopeptids i implicades en l'edició de RNA. Concretament, OCP3 participa regulant el mecanisme d'edició del transcrit ndhB que codifica una de les subunitats del complex multiproteic NADPH deshidrogenasa (NDH) del cloroplast. L'absència d'OCP3 es tradueix en una deficient edició de ndhB; fet aquest que comporta una pèrdua de la funcionalitat del complex NDH i que per tant implica un defecte en el flux cíclic d'electrons (CEF) al voltant del fotosistema I (PSI). També vam poder confirmar que mutants que presenten alteracions en la activitat del complex NDH, com crr2 i crr21, al seu torn presenten un increment en la resistència enfront de la infecció per P. cucumerina, a més de mostrar una major deposició de calosa. D'altra banda, observem que l'edició dels mRNA per a altres subunitats del complex NDH codificades en el cloroplast estan, també, subjectes a una regulació que es ceu notablement alterada en preséncia d'un estimulo patogenic. Tots aquests resultats indicarien que el complex NDH està subjecte a una sutil regulació en concordaça amb les condicions canviants de l'entorn. El ABA es determinatn en l'activació de mecanismes de defensa enfront de P. cucumerina. D'altra banda, patògens hemibiotrofs com per exemple Pseudomonas syringae DC3000 també provoquen increment en la síntesi de ABA. No obstant això, aquest increment implica la supressió de les respostes defensives, per la qual cosa se li pot atribuir un paper dual. La regulació del paper dual d'aquesta hormona, activador d'unes defenses i repressor d'unes altres, indica l'existència d'una regulació posterior a la síntesi de l'hormona. En la present Tesis Doctoral, s'ha indentificat a PYR1 com el membre de la familia dels receptors de ABA PYR/PYL/RCAR que percep aquesta hormona per desencadenar una resposta a la infecció per un patogen. PYR1 esmorteeix la resposta dependent d'acid salicílic (SA) enfornt de l'atac d'un patogen biotorof. D'aquesta forma exerceix un control positiu sobre les respostes dependents de JA requerides per activar les defenses enfront de patògens necrotofs. La pèrdua de la percepció del ABA per PYR1 provoca una activació de les MAP quinases després de l'atac de patògens biotrofs. Així donçs, el ABA a través del receptor PYR1 i a través d'uun control epigenètic, tindria un paper regulador de la immunitat vegetal en funció de l'estil de vida del patogen que infecti a la planta. / García-Andrade Serrano, J. (2016). Función de OCP3 en la resistencia de Arabidopsis frente a hongos necrotrofos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63147 / TESIS

Tesis por compendio / Androgenesis induction is an experimental procedure by which microspores are diverted from their original gametophytic pathway towards embryogenesis by applying specific stresses in vitro. It allows for the production of doubled haploid (DH) pure lines through anther culture or isolated microspore culture followed by chromosome doubling. DH technology is interesting for both basic research and plant breeding. In this Thesis, we studied microspore embryogenesis with two parallel approaches: (I) an applied study directed to the development of the first eggplant (Solanum melongena) highly embryogenic line and the improvement of the efficiency of eggplant microspore cultures; and (II) a fundamental research study focused on the relationship between microspore embryogenesis ability, intracellular Ca2+ levels and the dynamics of callose and cellulose deposition for cell wall formation in microspore-derived structures, using rapeseed (Brassica napus) as a model species. As an applied research, we developed and evaluated an eggplant DH population from a commercial hybrid, and identified and characterized the first eggplant highly androgenic DH line (DH36), which may be used to facilitate the study of eggplant androgenesis and for both basic and applied research. In addition, we evaluated different factors involved in microspore embryogenesis induction efficiency in eggplant and optimized the regeneration protocol for DH production via microspore culture. Together, the applied research on eggplant microspore embryogenesis made in this Thesis resulted in the most efficient protocol existing to date for DH production in eggplant. As a fundamental research, we studied the dynamics of Ca2+ during in vivo microsporogenesis and microgametogenesis, as well as during the first stages of in vitro-induced microspore embryogenesis, establishing a link between microspore embryogenesis and changes in Ca2+ levels and subcellular distribution. In addition, we studied the deposition of callose and cellulose during the first stages of microspore embryogenesis and demonstrated that the abnormally increased callose deposition and the inhibition of cellulose deposition observed in embryogenic microspores is most likely caused by a transient increase in the intracellular Ca2+ levels that occurs right after microspore induction. We also found that this particular dynamics of callose and cellulose deposition is related to microspore embryogenesis ability, and is essential for proper progression and success of microspore embryogenesis. In summary, the research made in this Thesis helps to further understand the basis underlying microspore embryogenesis and cell totipotency, and to apply the powerful DH technology to an economically important crop such as eggplant. / La inducción de androgénesis es un procedimiento experimental en el cual las microsporas se desvían de su vía gametofítica original hacia embriogénesis, mediante la aplicación de estreses específicos in vitro. Este fenómeno permite la producción de líneas puras dobles haploides (DH) mediante cultivo de anteras o cultivo de microsporas aisladas seguidos de duplicación cromosómica. La tecnología DH es interesante tanto para la investigación básica como para su aplicación a la mejora genética vegetal. En esta Tesis se estudia la embriogénesis de microsporas y la obtención de DHs con dos enfoques paralelos: (I) un estudio aplicado dirigido al desarrollo de la primera línea de berenjena (Solanum melongena) con alta respuesta androgénica y a la mejora de la eficiencia de los cultivos de microsporas de berenjena; y (II) un estudio de investigación básica centrado en la relación entre la habilidad para la embriogénesis de microsporas, los niveles intracelulares de Ca2+ y la dinámica de la deposición de calosa y celulosa para la formación de paredes celulares en estructuras derivadas de microsporas, utilizando como especie modelo la colza (Brassica napus). Como investigación aplicada, se desarrolló y evaluó una población DH de berenjena a partir de un híbrido comercial, y se identificó y caracterizó la primera línea DH altamente androgénica de berenjena (DH36), que puede usarse para facilitar el estudio de la androgénesis en berenjena y para otros estudios aplicados o básicos. Además, se evaluaron diferentes factores implicados en la eficiencia de la inducción de embriogénesis de microsporas en berenjena, y se optimizó el protocolo de regeneración para la producción de DH mediante cultivo de microsporas. En conjunto, la investigación aplicada sobre la embriogénesis de microsporas realizada en esta Tesis proporciona el protocolo más eficiente existente hasta la fecha para la producción de DH en berenjena. Como investigación fundamental, se estudió la dinámica del Ca2+ durante la microsporogénesis y la microgametogénesis in vivo, así como durante las primeras etapas de la embriogénesis de microsporas inducida in vitro, y se estableció un vínculo entre la embriogénesis de microsporas y los cambios en el nivel y distribución intracelular de Ca2+. Además, se estudió la deposición de calosa y celulosa durante las primeras etapas de la embriogénesis de microsporas y se demostró que la excesiva deposición de calosa y la inhibición de la deposición de celulosa, exclusivas de las microsporas embriogénicas, están causadas por el aumento transitorio de Ca2+ intracelular que se produce justo tras la inducción. Hemos demostrado que esta particular dinámica de la deposición de calosa y celulosa está relacionada con la capacidad androgénica, y que es fundamental para la correcta progresión y éxito de la embriogénesis de microsporas. En resumen, la investigación realizada en esta Tesis ayuda a comprender mejor la base de la embriogénesis de microsporas y de la totipotencia celular, y a aplicar la potente tecnología DH a un cultivo económicamente importante como es la berenjena. / La inducció d'androgènesi és un procediment experimental en el qual les microspores es desvien de la seua via gametofítica original cap a un nou destí embriogènic, mitjançant l'aplicació d'estressos específics in vitro. Aquest fenomen permet la producció de línies pures dobles haploides (DH) mitjançant cultiu d'anteres o cultiu de microsporas aïllades seguits de duplicació cromosòmica. La tecnologia DH és interessant tant per a la recerca bàsica com per a la seua aplicació a la millora genètica vegetal. En aquesta Tesi s'estudia l'embriogènesi de microspores i l'obtenció de DHs amb dos enfocaments paral·lels: (I) un estudi aplicat dirigit al desenvolupament de la primera línia d'albergina (Solanum melongena) amb alta resposta androgènica i a la millora de l'eficiència dels cultius de microspores d'albergina; i (II) un estudi de recerca bàsica centrat en la relació entre la capacitat per a l'embriogènesi de microspores, els nivells intracel·lulars de Ca2+ i la dinàmica de la deposició de cal·losa i cel·lulosa per a la formació de parets cel·lulars en estructures derivades de microsporas, utilitzant com a espècie model la colza (Brassica napus). Com a recerca aplicada, es va desenvolupar i avaluar una població DH d'albergina a partir d'un híbrid comercial, i es va identificar i caracteritzar la primera línia DH altament androgènica d'albergina (DH36), que pot usar-se per a facilitar l'estudi de l'androgènesi en albergina i per a altres estudis aplicats o bàsics. A més, es van avaluar diferents factors implicats en l'eficiència de la inducció d'embriogènesi de microspores en albergina, i es va optimitzar el protocol de regeneració per a la producció de DH mitjançant cultiu de microspores. En conjunt, la recerca aplicada sobre l'embriogènesi de microspores realitzada en aquesta Tesi proporciona el protocol més eficient existent fins avui per a la producció de DH en albergina. Com a recerca fonamental, es va estudiar la dinàmica del Ca2+ durant la microsporogènesi i la microgametogènesi in vivo, així com durant les primeres etapes de l'embriogènesi de microspores induïda in vitro, i es va establir un vincle entre l'embriogènesi de microspores i els canvis en el nivell i distribució intracel·lular de Ca2+. A més, es va estudiar la deposició de cal·losa i cel·lulosa durant les primeres etapes de l'embriogènesi de microspores i es va demostrar que l'excessiva deposició de cal·losa i la inhibició de la deposició de cel·lulosa, exclusives de les microspores embriogèniques, estan causades per l'increment transitori del Ca2+ intracel·lular que es produeix just després de la inducció. Hem demostrat que aquesta particular dinàmica de la deposició de cal·losa i cel·lulosa està relacionada amb la capacitat androgènica, i que és fonamental per a la correcta progressió i èxit de l'embriogènesi de microspores. En resum, la recerca realitzada en aquesta Tesi ajuda a comprendre millor la base de l'embriogènesi de microspores i de la totipotència cel·lular, i a aplicar la potent tecnologia DH a un cultiu econòmicament important com és l'albergina. / Rivas Sendra, A. (2017). Calcium and cell wall dynamics during microspore embryogenesis and double haploid production in rapeseed and eggplant [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/85548 / TESIS / Compendio

La embriogénesis derivada de microsporas es la ruta androgénica más empleada para la obtención de individuos dobles haploides (DHs), 100% homocigotos, que pueden ser utilizados como líneas puras. Este proceso es una alternativa biotecnológica a los programas clásicos de mejora que permite reducir el tiempo y los recursos necesarios para la obtención de híbridos comerciales. Gracias a los avances realizados en los últimos 30 años, hay determinadas especies que pueden ser consideradas modelo debido a la elevada eficiencia que presentan en la obtención de individuos DHs. Sin embargo, aun existen muchas especies, interesantes desde un punto de vista agrícola y comercial, que permanecen recalcitrantes a la embriogénesis de microsporas. Debido al elevado potencial biotecnológico de esta técnica es fundamental mejorar el proceso en este tipo de especies en las que la androgénesis no está puesta a punto. Para ello es esencial realizar estudios en los que se combine un enfoque más aplicado, tratando de conseguir las condiciones experimentales más adecuadas, y en paralelo, un enfoque más básico, orientado a investigar las bases de la reprogramación de las microsporas y de este modo, tener una mayor posibilidad de influir en el proceso. En esta Tesis se han empleado ambos enfoques, empleando la colza como especie modelo y el pimiento como especie recalcitrante a la androgénesis. En pimiento, el estudio de factores clave para la inducción de la androgénesis nos ha permitido optimizar un protocolo de cultivo de anteras aplicable a diferentes genotipos. Proponemos el uso combinado de la relación sépalo/yema (80-90% de la yema cubierta por los sépalos) junto con la pigmentación de las anteras (extremo apical morado) como marcadores morfológicos fiables y fáciles de medir para determinar qué yemas y anteras contienen las microsporas en su estadio idóneo para la inducción. También se ha demostrado que la presencia de callos de origen somático es más dependiente de las condiciones de cultivo que del genotipo, lo cual nos ha permitido obtener un protocolo que reduzca la presencia de estos callos e incremente el número de embriones obtenidos. En los estudios de investigación básica realizados con colza, el uso de la fijación por alta presión combinada con la criosustitución ha permitido observar cambios ultraestructurales en las microsporas inducidas nunca antes descritos. Se ha estudiado la arquitectura y composición de las paredes celulares que se forman de novo en las microsporas embriogénicas y se han observado paredes celulares incompletas y deformes que podrían estar favoreciendo fenómenos de fusión nuclear, que a su vez da lugar a la duplicación cromosómica típica de los DHs. Se ha comprobado que estas paredes presentan elevados niveles de calosa y ausencia de celulosa. También se ha estudiado la arquitectura de diferentes orgánulos presentes en las microsporas recién inducidas y se ha demostrado que los plastidios presentes en las microsporas embriogénicas actúan como plastolisomas. Estos estudios ultraestructurales han servido para extraer dos nuevos marcadores de embriogénesis: la presencia de calosa en las nuevas paredes y en las placas celulares en formación y plastolisomas que posiblemente actúen como parte de un mecanismo más general de limpieza del citoplasma, en paralelo a la reprogramación. / Parra Vega, V. (2015). Aspectos básicos y aplicados de la inducción de embriogénesis en microsporas de pimiento y colza [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48518 / TESIS

[ES] El calcio (Ca2+) es un catión esencial que juega un papel fundamental en todos los organismos vivos. Desde el punto de vista funcional, el Ca2+ actúa como un segundo mensajero que regula distintos procesos celulares. Trabajos anteriores indican que la señalización mediante Ca2+ podría estar implicada en las primeras etapas de la inducción de la embriogénesis in vitro de las plantas, pero el verdadero papel del Ca2+ en este proceso es aún desconocido. Por eso, el principal objetivo de la presente Tesis es el estudio del papel del Ca2+ en la embriogénesis in vitro mediante dos sistemas in vitro: la embriogénesis somática y la embriogénesis de microsporas. Para determinar la importancia de la homeostasis del Ca2+ en la inducción de la embriogénesis y las dinámicas de los niveles de Ca2+ durante la inducción y el establecimiento de embriones somáticos y derivados de microsporas, se utilizaron tratamientos químicos y se detectaron los niveles de Ca2+ mediante sondas fluorescentes y sensores cameleon codificados genéticamente, visualizados con microscopía fluorescente y confocal. Observamos que el aumento de Ca2+ es un marcador temprano en la inducción de la embriogénesis in vitro y que los niveles de Ca2+ durante la embriogénesis in vitro son dinámicos en todos los sistemas estudiados. Además, las oscilaciones en los niveles de Ca2+ podrían estar relacionadas con los procesos de diferenciación que ocurren en las células inducidas una vez une el Ca2+ a la calmodulina. Mostramos que un aumento de Ca2+ dentro de un rango definido de concentración tiene un efecto positivo, dependiendo del sistema, en la producción de embriones, siendo más sensibles aquellos sistemas basados en suspensiones de células aisladas que aquellos que usan tejidos como explantes. Finalmente, estudiamos el papel de la calosa durante la embriogénesis somática, observando que la inhibición de la deposición de calosa impide el desarrollo embrionario, lo que sugiere una relación entre la formación de una barrera de calosa y el establecimiento de la identidad embrionaria en las células somáticas. / [CAT] El calci (Ca2+) és un catió essencial que juga un paper fonamental en tots els organismes vius. Des del punt de vista funcional, el Ca2+ actua com a un segon missatger que regula diferents processos cel·lulars. Treballs anteriors indiquen que la senyalització mitjançant el Ca2+ podria estar implicada en les primeres etapes de la inducció de l'embriogènesi in vitro de les plantes, però el paper real del Ca2+ en aquest procés encara és desconegut. Per això, el principal objectiu de la present Tesi és l'estudi del paper del Ca2+ en l'embriogènesi in vitro mitjançant dos sistemes in vitro: l'embriogènesi somàtica i l'embriogènesi de micròspores. Per tal de determinar la importància de l'homeòstasi del Ca2+ en la inducció de l'embriogènesi i les dinàmiques dels nivells de Ca2+ durant la inducció i l'establiment d'embrions somàtics i derivats de micròspores, es van utilitzar tractaments químics i es van detectar els nivells de Ca2+ mitjançant sondes fluorescents i sensors de cameleon codificats genèticament, visualitzats amb microscòpia fluorescent i confocal. Vam observar que l'augment de Ca2+ és un marcador primerenc en la inducció de l'embriogènesi in vitro i que els nivells de Ca2+ durant l'embriogènesi in vitro són dinàmics en tots els sistemes estudiats. A més, les oscil·lacions en els nivells de Ca2+ podrien estar relacionades amb els processos de diferenciació que tenen lloc en les cèl·lules induïdes una vegada uneix el Ca2+ a la calmodulina. Vam mostrar que un augment de Ca2+ dins d'un rang definit de concentració té un efecte positiu, depenent del sistema, en la producció d'embrions, essent més sensibles aquells sistemes basats en suspensions de cèl·lules aïllades que aquells que usen teixits com a explants. Finalment, vam estudiar el paper de la cal·losa durant l'embriogènesi somàtica, i vam observar que la inhibició de la deposició de cal·losa impedeix el desenvolupament embrionari, la qual cosa suggereix una relació entre la formació d'una barrera de cal·losa i l'establiment de la identitat embrionària en les cèl·lules somàtiques. / [EN] Calcium (Ca2+) is an essential cation that plays fundamental roles in all living organisms. From a functional point of view, Ca2+ acts as a second messenger that regulates different cellular processes. Previous works point to the fact that Ca2+ signaling may be involved in the early stages of induction of in vitro plant embryogenesis, but the actual role of Ca2+ in this process remained unveiled. Thus, the main goal of the present Thesis is to study the role of Ca2+ in in vitro embryogenesis using two in vitro systems: somatic embryogenesis and microspore embryogenesis. Chemical treatments and detection of Ca2+ with fluorescent probes and genetically-encoded cameleon sensors imaged by fluorescence and confocal microscopy were performed to determine the importance of Ca2+ homeostasis for induction of embryogenesis and the dynamics of Ca2+ levels during the induction and establishment of somatic and microspore-derived embryos. We observed that Ca2+ increase is an early marker of induction of in vitro embryogenesis and Ca2+ levels during in vitro embryogenesis are dynamic in all the systems we studied. Moreover, Ca2+ oscillations might be related to the differentiation processes that take place in the induced cells upon binding to calmodulin. We showed that Ca2+ increase within a defined range has system-specific positive effects in embryo yield, being more sensitive those systems using isolated cell suspensions rather than those using tissues as explants. Finally, we studied the role of callose during somatic embryogenesis, and we observed that inhibiting callose deposition prevents embryo development, which suggests a relationship between the formation of a callose barrier and the establishment of embryo identity in somatic cells. / Calabuig Serna, A. (2023). Multidisciplinary study of the role of calcium in plant in vitro embryogenesis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196022