[ES] En los cítricos, la baja temperatura promueve la inducción floral en otoño-invierno aumentando la expresión del gen promotor CiFT3 (homólogo en los cítricos del gen FLOWERING LOCUS T). La presencia de un gran número de frutos en el árbol durante ese momento inhibe la expresión de CiFT3 y la floración, pero se desconoce la señal inhibitoria que genera el fruto. Las hipótesis mayormente aceptadas proponen que la señal puede ser hormonal o nutricional. En el primer caso, el efecto inhibidor se atribuye a las hormonas que el fruto produce y exporta durante su desarrollo. En el segundo caso, el efecto inhibidor se atribuye a la alta demanda y consumo de carbohidratos por los frutos en desarrollo. Ambas hipótesis son complementarias y no excluyentes entre sí. Además, se ha demostrado que el fruto promueve la activación epigenética del represor de la floración CcMADS19 (homólogo en los cítricos del gen FLOWERING LOCUS C), que inhibe la expresión del gen CiFT3. Con el objetivo de determinar qué señal produce el fruto para inhibir la floración, en esta Tesis se propone la siguiente hipótesis: El fruto inhibe la floración a través de la síntesis y exportación de auxinas que activa la síntesis de giberelinas y, a su vez, la expresión de CcMADS19. Mediante experimentos con tratamientos exógenos de auxinas, giberelinas, y sus antagonistas, aclareo de frutos, y la interrupción del transporte por el floema entre el fruto y las yemas, los resultados indican que ni las giberelinas ni las auxinas se relacionan de forma consistente con la activación de la expresión de CcMADS19 en las hojas. En las yemas, las giberelinas se relacionan con la activación del gen inhibidor CENTRORRADIALIS (CEN), cuando hay fruto por aumento de la síntesis de GA4, y cuando no hay fruto por su aplicación exógena. La presencia del fruto aumenta la concentración de auxinas en el tallo y la yema en el momento de la inducción, y reprime su síntesis y trasporte. Pero esto no impide que, en la yema, el gen CcMADS19 esté epigenéticamente silenciado y que el silenciamiento se transmita a los nuevos brotes vegetativos. Estos brotes florecen en el siguiente ciclo, y, en sus yemas, la diferenciación floral se relaciona con un aumento de la síntesis y trasporte de auxinas y una reducción de la síntesis de giberelinas. / [CA] Als cítrics, les baixes temperatures promouen la inducció floral a la tardor i l'hivern augmentant l'expressió del gen promotor CiFT3 (homòleg en els cítrics del gen FLOWERING LOCUS T). La presència d'un gran nombre de fruita a l'arbre en aquest moment inhibeix l'expressió de CiFT3 i la floració, però es desconeix la senyal inhibidora que genera la fruita. Les hipòtesis majoritàriament acceptades proposen que la senyal pot ser hormonal o nutricional. En el primer cas, l'efecte inhibidor s'atribueix a les hormones que la fruita produeix i exporta durant el seu desenvolupament. En el segon cas, l'efecte inhibidor s'atribueix a la alta demanda i consum de carbohidrats per part de la fruita en desenvolupament. Ambdues hipòtesis són complementàries i no es descarten mútuament. A més, s'ha demostrat que la fruita promou l'activació epigenètica del repressor de la floració CcMADS19 (homòleg en els cítrics del gen FLOWERING LOCUS C), que inhibeix l'expressió del gen CiFT3. Amb l'objectiu de determinar quina senyal produeix la fruita per inhibir la floració, en aquesta Tesi es proposa la següent hipòtesi: La fruita inhibeix la floració mitjançant la síntesi i exportació d'auxines que activa la síntesi de giberelines i, al seu torn, l'expressió de CcMADS19. Mitjançant experiments amb tractaments exògens d'auxines, giberelines i els seus antagonistes, aclarida de fruita i la interrupció del transport pel floema entre la fruita i les brots, els resultats indiquen que ni les giberelines ni les auxines es relacionen de manera consistent amb l'activació de l'expressió de CcMADS19 a les fulles. A les gemmes, les giberelines es relacionen amb l'activació del gen inhibidor CENTRORRADIALIS (CEN) quan hi ha fruita per l'augment de la síntesi de GA4 i quan no hi ha fruita per la seua aplicació exògena. La presència de la fruita augmenta la concentració d'auxines a la tija i la gemma en el moment de la inducció i reprimeix la seua síntesi i transport. Però això no impedeix que, a la gemma, el gen CcMADS19 estigui epigenèticament silenciat i que el silenciament es transmeti als nous brots vegetatius. Aquests brots floreixen al següent cicle i, a les seues gemmes, la diferenciació floral es relaciona amb un augment de la síntesi i transport d'auxines i una reducció de la síntesi de giberelines. / [EN] In citrus, low temperature promotes flower induction in autumn-winter by increasing the expression of the CiFT3 promoter gene (citrus homologue of the FLOWERING LOCUS T gene). The presence of large numbers of fruits on the tree at this time inhibits CiFT3 expression and flowering, but the inhibitory signal produced by the fruits is unknown. The most widely accepted hypotheses are that the signal is hormonal or nutritional. In the first case, the inhibitory effect is attributed to hormones produced and exported by the fruit during development. In the second case, the inhibitory effect is attributed to the high demand and consumption of carbohydrates by the developing fruit. The two hypotheses are complementary and not mutually exclusive. In addition, it has been shown that the fruit promotes the epigenetic activation of the flowering repressor CcMADS19 (citrus homolog of the FLOWERING LOCUS C gene), which inhibits the expression of the CiFT3 gene. To determine which signal is produced by the fruit to inhibit flowering, the following hypothesis is proposed in this thesis: The fruit inhibits flowering through the synthesis and export of auxins, which activates the synthesis of gibberellins and, in turn, the expression of CcMADS19. Experiments with exogenous treatments of auxins, gibberellins and their antagonists, fruit thinning, and disruption of phloem transport between fruit and buds indicate that neither gibberellins nor auxins are consistently associated with the activation of CcMADS19 expression in leaves. In buds, gibberellins are associated with the activation of the flowering inhibitor CENTRORADIALIS (CEN), in the presence of fruit by increasing GA4 synthesis, and in the absence of fruit by its exogenous application. The presence of fruit increases the concentration of auxin in the stem and bud at the time of induction and suppresses its synthesis and transport. However, this does not prevent the epigenetic silencing of the CcMADS19 gene in the bud, which is transmitted to the leaves of the new vegetative shoots. These shoots flower in the following cycle, where floral differentiation is associated with an increase in auxin synthesis and transport and a decrease in gibberellin synthesis in the bud. / Marzal Blay, A. (2024). Study of the Fruit Inhibitory Mechanism on Citrus flowering. Nutritional, Hormonal and Genetic Factors [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203155

[ES] Las plantas monocárpicas se definen como aquellas que florecen, producen semillas y mueren después de un solo ciclo reproductivo. Muchos cultivos de importancia agroeconómica siguen estrategia reproductiva. En estas plantas, después de producir un cierto número de semillas, el meristemo apical del tallo (SAM) cesa su actividad, siendo esta la antesala de su senescencia y muerte. Este fenómeno, estudiado en diferentes especies de plantas monocárpicas, se conoce como Parada Proliferativa (PA). Se encuentra influenciado por múltiples factores, que incluyen la influencia del desarrollo de frutos y semillas, así como las condiciones ambientales de luz, humedad, etc. Todos estos factores son finalmente integrados a nivel genético en la planta. En este contexto, en Aabidopsis thaliana se ha descrito una ruta dependiente de la edad encargada de la modulación del PA, la ruta FUL-AP2. Se ha demostrado que el miR172 y FRUITFUL (FUL) incrementan su expresión con la edad de la planta y regulan negativamente APETALA2 (AP2), que es responsable de mantener la actividad meristemática a través de la acción de WUSCHEL (WUS). En este sentido, se ha sugerido que otros miembros de la subfamilia euAP2, TOE1, TOE2, TOE3, SMZ y SNZ, conocidos colectivamente como AP2-like genes, también juegan un papel crucial en la modulación de la PA. No obstante, estos han sido definidos principalmente como reguladores de la transición floral, y su implicación en la modulación del PA no está bien establecida. Por otro lado, Pisum sativum ha sido, históricamente, una especie ampliamente estudiada a nivel fisiológico en lo que concierne a PA. Sin embargo, hoy aún existen numerosas cuestiones, ambigüedades y discrepancias acerca de la regulación del PA en esta especie. En esta tesis doctoral, pretendemos profundizar en la caracterización de diversos aspectos del PA tanto en Arabidopsis thaliana como en Pisum sativum, con intención de determinar el grado de conservación que existe en este proceso entre estas dos especies monocárpicas. En el Capítulo 1, hemos examinado el papel de todos los miembros de la subfamilia euAP2 en la modulación de la PA en Arabidopsis thaliana, así como su potencial para estrategias biotecnológicas dirigidas a la modulación de la PA. Nuestros resultados sugieren que, a excepción de SMZ, todos juegan un papel crítico en este proceso, siendo inductores de la actividad meristemática. Además, AP2 y SNZ han demostrado tener el potencial para ser usados en estrategias biotecnológicas dirigidas a aumentar la producción de frutos en plantas monocárpicas. En el capítulo 2 se han revisitado los estudios fisiológicos que históricamente han tenido como objetivo determinar el papel de los frutos en desarrollo en la inducción del PA en Pisum sativum. Nuestros resultados sugieren que el desarrollo de semillas determina el momento del PA: cuando se ha producido una determinada biomasa de semillas, la SAM entra en un estado latente. Además, a nivel transcriptómico, Arabidopsis thaliana y Pisum sativum exhiben un comportamiento similar en cuanto a la influencia de las semillas en la actividad meristemática y el PA. Finalmente, en el Capítulo 3, hemos generado herramientas para caracterizar los genes de la subfamilia euAP2 en la modulación de PA en Pisum sativum. Además, sentamos las bases para el estudio de nuevos moduladores de la ruta genética, como Flowering Locus T (FT), postulándolo así como posible florígeno y anti-florígeno de las plantas. / [CA] Les plantes monocàrpiques es definixen com aquelles que florixen, produïxen llavors i moren després d'un sol cicle reproductiu. Molts cultius d'importància agroeconómica seguixen estratègia reproductiva. En estes plantes, després de produir un cert nombre de llavors, el meristemo apical de la tija (SAM) cessa la seua activitat, sent esta l'avantsala de la seua senescència i mort. Este fenomen, estudiat en diferents espècies de plantes monocàrpiques, es coneix com a Parada Proliferativa (PA). Es troba influenciat per múltiples factors, que inclouen la influència del desenvolupament de fruits i llavors, així com les condicions ambientals de llum, humitat, etc. Tots estos factors són finalment integrats a nivell genètic en la planta. En este context, en Aabidopsis thaliana s'ha descrit una ruta dependent de l'edat encarregada de la modulació del PA, la ruta FUL-AP2. S'ha demostrat que el miR172 i FRUITFUL (FUL) incrementen la seua expressió amb l'edat de la planta i regulen negativament APETALA2 (AP2), que és responsable de mantindre l'activitat meristemàtica a través de l'acció de WUSCHEL (WUS). En este sentit, s'ha suggerit que altres membres de la subfamília euAP2, TOE1, TOE2, TOE3, SMZ i SNZ, coneguts col·lectivament com AP2-like gens, també juguen un paper crucial en la modulació de la PA. No obstant això, estos han sigut definits principalment com a reguladors de la transició floral, i la seua implicació en la modulació del PA no està ben establida. D'altra banda, Pisum sativum ha sigut, històricament, una espècie àmpliament estudiada a nivell fisiològic en el que concernix PA. No obstant això, hui encara existixen nombroses qüestions, ambigüitats i discrepàncies sobre la regulació del PA en esta espècie. En esta tesi doctoral, pretenem aprofundir en la caracterització de diversos aspectes del PA tant en Arabidopsis thaliana com en Pisum sativum, amb intenció de determinar el grau de conservació que existix en este procés entre estes dos espècies monocàrpiques. En el Capítol 1, hem examinat el paper de tots els membres de la subfamília euAP2 en la modulació de la PA en Arabidopsis thaliana, així com el seu potencial per a estratègies biotecnològiques dirigides a la modulació de la PA. Els nostres resultats suggerixen que, a excepció de SMZ, tots juguen un paper crític en este procés, sent inductors de l'activitat meristemàtica. A més, AP2 i SNZ han demostrat tindre el potencial per a ser usats en estratègies biotecnològiques dirigides a augmentar la producció de fruits en plantes monocàrpiques. En el capítol 2 s'han revisitat els estudis fisiològics que històricament han tingut com a objectiu determinar el paper dels fruits en desenvolupament en la inducció del PA en Pisum sativum. Els nostres resultats suggerixen que el desenvolupament de llavors determina el moment del PA: quan s'ha produït una determinada biomassa de llavors, la SAM entra en un estat latent. A més, a nivell transcriptómico, Arabidopsis thaliana i Pisum sativum exhibixen un comportament similar quant a la influència de les llavors en l'activitat meristemàtica i el PA. Finalment, en el Capítol 3, hem generat ferramentes per a caracteritzar els gens de la subfamília euAP2 en la modulació de PA en Pisum sativum. A més, establim les bases per a l'estudi de nous moduladors de la ruta genètica, com Flowering Locus T (FT), postulant-lo així com possible florígeno i anti-florígeno de les plantes. / [EN] Monocarpic plants are defined as those that bloom, produce seeds, and die after a single reproductive cycle. Many economically important crops belong to this reproductive strategy. In these plants, after producing a certain number of seeds, the shoot apical meristem (SAM) ceases its activity, heralding the onset of senescence and plant death. This phenomenon, studied in various monocarpic plant species, is known as Proliferative Arrest (PA), and is found to be influenced by multiple factors, involving the influence of developing fruits and seeds, as well as environmental conditions like temperature, light, and humidity. All these factors are ultimately integrated at the genetic level within the plant. In this context, an age-dependent pathway that controls SAM activity and modulates PA, known as the FUL-AP2 pathway, has been described in Arabidopsis thaliana. It has been demonstrated that the microRNA miR172 and FRUITFUL (FUL) increase with the plant's age and negatively regulate APETALA2 (AP2), which is responsible for maintaining meristematic activity through the action of WUSCHEL (WUS). In this sense, it has been suggested that other members of the euAP2 subfamily, TARGET OF EAT1 (TOE1), TOE2, TOE3, SCHLAFMÜTZE (SMZ), and SCHNARCHZAPFEN (SNZ), collectively known as AP2-like genes, also play a crucial role in modulating PA. However, they have mainly been defined as regulators of the floral transition, and their involvement in PA modulation is not well established. On the other hand, historically, Pisum sativum has been a species widely studied in relation to PA. However, this research often treated PA and senescence as the same process, and uncertainties and ambiguities persist, with discrepancies among different research groups that have treated this topic. In this doctoral thesis, we aimed to delve into the characterization of various aspects of PA in both Arabidopsis thaliana and Pisum sativum and determine the degree of conservation of this process in these two monocarpic species: In Chapter 1, we examined the role of all euAP2 subfamily members in modulating PA in Arabidopsis thaliana and explored their potential for biotechnological strategies aimed at PA modulation. Our findings suggest that, except for SMZ, all members of the euAP2 subfamily play a critical role in this process as inducers of meristematic activity. Furthermore, AP2 and SNZ have shown the potential to be considered prime candidates for use in biotechnological strategies to increase fruit production in monocarpic plants. Chapter 2 revisited the physiological studies that have historically aimed to determine the role of developing fruits in inducing PA in Pisum sativum. Our results suggest that developing seeds determine the timing of PA: when a certain seed biomass has been produced, the SAM enters a dormant state. Additionally, at the transcriptomic level, Arabidopsis thaliana and Pisum sativum exhibit similar behaviour regarding the influence of seeds on meristematic activity, suggesting that PA could be a conserved process among monocarpic plants. In Chapter 3, we generated tools for characterizing euAP2 subfamily genes in PA modulation in Pisum sativum. Furthermore, we laid the groundwork for the study of new modulators of the genetic pathway, such as Flowering Locus T (FT), suggesting its potential role of florigen and anti-florigen of the plant. / Burillo Richart, E. (2024). Characterization of Proliferative Arrest (PA) Process in Arabidopsis thaliana and Pisum sativum [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207109