Memoria para optar el título de Bioquímico / El hongo filamentoso Fusarium konzum pertenece al complejo taxonómico Gibberella fujikuroi formado por 9 especies biológicas que se han aislado desde distintas plantas y que sintetizan diversos metabolitos secundarios. Dos especies del complejo, F. fujikuroi y F. konzum, producen giberelinas (GAs), diterpenos activos como fitohormonas. Las demás especies no producen GAs aunque contienen los genes respectivos o parte de ellos. En este trabajo se caracterizó la biosíntesis de GAs en la cepa I3 de F. konzum tanto a nivel de las reacciones químicas como de las enzimas que las catalizan y se comparó con la especie bien estudiada, F. fujikuroi. El análisis de GAs endógenas en distintas cepas de F. konzum indicó que el producto principal de la vía metabólica es la lactona 3,13-dihidroxilada GA1. También se encontró ácido giberélico (GA3) aunque en menor cantidad. Mediante la administración de precursores marcados con 14C a los cultivos líquidos, se determinó la secuencia biosintética para GA1 en la que participan como intermediarios el ácido entkaurenoico, el GA12 aldehído, y las giberelinas 3b-hidroxiladas GA14 (C20) y GA4 (C19). La vía 3b-hidroxilada es la principal y la vía no hidroxilada es menor. La reacción de hidroxilación en C13 ocurre al final de la secuencia, sobre el GA4 en cambio la hidroxilación en C3b ocurre en una etapa temprana, a nivel del GA12 aldehído. En las incubaciones con ácido ent-14C-kaurenoico se acumularon los intermediarios 14C-GA14 y 14C-GA4 en tanto que a partir del precursor 14C-GA12 se formó el C20 alcohol (14C-GA15) y el C20 aldehído (14C-GA24) además del producto lactónico 14C-GA9. Esto sugiere que las oxidasas de GAs presentan eficiencias reducidas en F. konzum lo que se confirmó determinando en los cultivos las velocidades de las reacciones respectivas. Se encontró que en la cepa I3 de F. konzum la GA14 sintasa oxida al ácido ent-14C-kaurenoico con una velocidad 397 veces menor que en la cepa ACC917 de F. fujikuroi mientras que la C20 oxidasa metaboliza el 14C-GA12 con una velocidad reducida en un factor de 216. La reacción final de la secuencia, la 13-hidroxilación, es la etapa limitante de la biosíntesis de GA1 y presentó en F. konzum, una velocidad 48 veces menor que en F. fujikuroi. Utilizando fracciones microsomales obtenidas del micelio de la cepa I3 de F. konzum se demostró que la fuente de electrones para las reacciones de hidroxilación en 3b y oxidación en C7 del GA12 aldehído es exclusivamente el NADPH, lo que sugiere que la citocromo P450 reductasa sería la proteína transportadora de electrones asociada a la GA14 sintasa en este organismo y probablemente también estaría asociada a las demás monooxigenasas de GAs. Tanto la C20 oxidasa como la 13-hidroxilasa de F. konzum presentaron eficiencias similares en presencia y en ausencia de NH4NO3 lo que sugiere que en esta especie de Fusarium el mecanismo de regulación por nitrógeno descrito en F. fujikuroi no es funcional o presenta una baja eficiencia. Esto generaría una baja expresión de los genes de la biosíntesis de GAs explicando la velocidad reducida de las reacciones estudiadas. La secuencia de biosíntesis de giberelinas desde el ácido ent-kaurenoico hasta GA1 y GA3 en F. konzum es similar a la de F. fujikuroi pero ambos sistemas difieren en la eficiencia de las oxidasas y en el mecanismo de inducción lo que explicaría la generación de distintos productos finales y la acumulación de intermediarios en F. konzum / The filamentous fungus Fusarium konzum belongs to the taxonomic complex Gibberella fujikuroi formed by nine biological species isolated from different plants which synthesize various secondary metabolites. Two species of the complex, F. fujikuroi and F. kozum produce gibberellins (GAs), diterpene metabolites active as phytohormones. The other species do not produce GAs even when they contain all or some of the GA-biosynthetic genes. In this work gibberellin biosynthesis was characterized in F. konzum at the level of the chemical reactions as well as of the respective enzymes and was compared to the well known GA-producing species F. fujikuroi. Endogenous GAs analysis indicated that the main product was the 3,13-dihydroxylated lactone GA1. Gibberellic acid (3,13-dihydroxylated, D1,2; GA3) was also found in the cultures although at a lower level. The metabolic sequence for GA1 biosynthesis was determined by adding 14C-labelled precursors into liquid cultures of I3 F. konzum strain which showed that ent-kaurenoic acid, GA12 aldehyde, GA14 (C20) and GA4 (C19) are intermediates of the sequence. The 3b-hydroxylated pathway is the major pathway while the non-hydroxylated is a minor pathway. Hydroxylation at C13 occurs in a late step of the sequence over GA4 or GA7 in contrast to 3b- hydroxylation that occurs over GA12 aldehyde at an early step. In incubations with ent-14C-kaurenoic acid, the 3b-hydroxylated products 14C-GA14 and 14C-GA4 accumulated while the C20 alcohol (14C-GA15) and the C20 aldehyde (14C-GA24) were formed from 14C-GA12 besides the lactonic product 14CGA9. This result suggests that GA oxidases would have reduced catalytic efficiencies in F. konzum which was confirmed by determining the rates of the respective reactions in cultures of the strain I3. In this strain GA14 synthase oxidized ent-14C-kaurenoic acid with a rate 397 times lower than in F. fujikuroi (ACC917 strain) while C20 oxidase metabolized 14C-GA12 with a rate reduced by a factor of 216. The last reaction of the sequence, 13-hydroxylation is the limiting step of GA biosynthesis and showed in F. konzum a rate 48 times lower than in F. fujikuroi. Microsomal fractions obtained from the mycelia of F. konzum catalyzed 3b- hydroxylation and C7-oxidation of GA12 aldehyde exclusively in the presence of NADPH. This suggests that cytochorome P450 reductase would be the electron transport protein associated to GA14 synthase and probably to the other GA monooxygenases in this Fusarium species. Gibberellin C20 oxidase as well as 13- hydroxylase have similar catalytic efficiencies in cultures containing ammonium nitrate or without this compound which suggests that nitrogen regulation of GA biosynthesis is not functional in F. konzum or has a low efficiency. This would explain the reduced rates found for the reactions catalyzed by GA monooxygenases in I3. The biosynthetic sequence from ent-kaurenoic acid to GA1 or to GA3 is similar in F. konzum and in F. fujikuroi although both systems differ in the efficiency of the GA oxidases and in the effect ammonium nitrate which would result in different final products in both systems as well as in accumulation of intermediates in F. konzum

Memoria para optar el título de Bioquímico / El hongo filamentoso Sphaceloma rhois sintetiza giberelinas, principalmentela giberelina A4, metabolitos secundarios diterpénicos activos como fitohormonas.En esta memoria de título se caracterizó la biosíntesis de giberelinas por estehongo a nivel de las reacciones químicas, de las enzimas que las catalizan y de suregulación. Mediante la administración de precursores marcados con 14C a cultivoslíquidos de S. rhois, se determinó la secuencia de reacciones de oxidación de labiosíntesis de GA4a partir del ácido ent-kaurenoico. Los precursores previos alGA12aldehído fueron metabolizados completamente por cultivos líquidos delhongo y se transformaron en los productos 3β-hidroxilados [14C]GA14(giberelinade 20 carbonos) y [14C]GA4(giberelina 19, γ10 lactónica de 19 carbonos). Además,al realizar incubaciones a tiempos cortos, se detectaron los intermediarios ácidoent-7α-hidroxi[14C]kaurenoico y el [14C]GA12aldehído. No se detectaron productosno hidroxilados. La giberelina [14C]GA14agregada a los cultivos fue convertida en[14C]GA4, el producto final de la secuencia. Todo esto permite concluir que el ácidoent 7α-hidroxikaurenoico, el GA12aldehído y el GA14son intermediarios en lasíntesis de GA4. Todos los intermediarios posteriores al GA12aldehído son 3β-hidroxilados debido a que la reacción de hidroxilación en C3 ocurre sobre esteprecursor. No se forman productos no hidroxilados a partir de GA12aldehído, porlo tanto, en este sistema está presente exclusivamente la vía 3β-hidroxilada. Lareacción de oxidación del C20 hasta CO2que forma el producto final GA4, fueinvestigada en detalle a partir de [14C]GA12, encontrándose que los cultivos delhongo metabolizan este sustrato para dar el producto lactónico [14C]GA9(derivadode la oxidación a CO2) junto con el producto C20 carboxilato [14C]GA25. Además,se forma el intermediario C20 aldehído, [14C]GA24, que sería el precursor delproducto lactónico y del producto C20 carboxilato. El nitrato de amonio o laglutamina, presentes en el medio de cultivo, reducen 3 veces la velocidad deoxidación del ácido ent-7α-hidroxikaurenoico, lo que sugiere que la biosíntesis deGAs podría ser regulada por compuestos nitrogenados en este microorganismo. En fracciones microsomales obtenidas del micelio se determinó el requerimiento de cofactores de las reacciones de oxidación del ácido ent- [14C]kaurenoico hasta [14C]GA14, las que dependen en forma absoluta de NADPH, FAD y O2. Esto, junto con la demostración en los cultivos de las reacciones de síntesis de [14C]kaurenolidos y ácidos [14C]fujenoicos a partir de ácido ent- [14C]kauradienoico y de ácido ent-6α,7α-dihidroxi[14C]kaurenoico, indica que la síntesis de [14C]GA14es catalizada por una o más monooxigenasas P450. La secuencia biosintética de GA4encontrada en S. rhois es similar a la descrita en Fusarium fujikuroi que produce principalmente GA3y concentraciones menores GA4y GA7. Las rutas de biosíntesis son similares en cuanto a la reacción de 3β-hidroxilación (que ocurre en una etapa temprana), en los intermediarios de la secuencia y en la naturaleza de las oxidasas. Por otra parte, esta secuencia difiere de la del otro hongo productor de giberelinas, Phaeosphaeria sp., que produce GA4y GA1a través de intermediarios no hidroxilados / The filamentous fungus Sphaceloma rhois synthesizes gibberellins, mainly GA4, diterpenoid secondary metabolites active as phytohormones. In this work, gibberellin biosynthesis by this fungus was characterized at the chemical, enzymatic and regulatory levels. The oxidative reaction sequence of GA4 biosynthesis from ent-kaurenoic acid was determined by adding 14C-labeled precursors to liquid cultures of S. rhois. These were completely metabolized and transformed into the 3-hydroxylated products [14C]GA14 (C20 gibberellin) and [14C]GA4 (C19 lactonic gibberellin). Furthermore, in short term incubations ent-7α-hydroxy[14C]kaurenoic acid and [14C]GA12 aldehyde were detected as intermediates. Non-hydroxylated products were not detected in any incubation. [14C]GA14 added to the cultures was converted into [14C]GA4, the final product of the sequence. This indicates that ent-7α-hydroxykaurenoic acid, GA12 aldehyde and GA14 are intermediates in GA4 synthesis. All intermediates after GA12 aldehyde are 3-hydroxylated due to 3-hydroxylation reaction over this precursor. Non-hydroxylated products are not formed from GA12 aldehyde, thus, the 3-hydroxylated pathway is present exclusively in this fungal system. C20 oxidation to CO2 which gives the lactonic C19 product, was investigated in detail from [14C]GA12. S. rhois cultures metabolized this substrate to the lactonic product [14C]GA9 (derived from oxidation to CO2) together with the C20 carboxylic acid product [14C]GA25. In addition the C20 aldehyde intermediate, [14C]GA24, accumulated, which would be precursor of both the lactonic and C20-carboxylic acid products. Ammonium nitrate or glutamine present in the cultures reduced by a factor of 3 the oxidation rate of ent-7α-hydroxykaurenoic acid, suggesting that GA biosynthesis in S. rhois would be regulated by nitrogen compounds. The cofactor requirement of oxidation reactions involved in [14C]GA14 synthesis from ent-[14C]kaurenoic acid was determined in mycelial microsomal fractions. An absolute requirement of NADPH, FAD and O2 was found for these steps, which together with the demonstration of [14C]kaurenolide and [14C]fujenoic acid synthesis from ent-[14C]kauradienoic acid or ent-6α,7α-dihydroxy[14C]kaurenoic acid, indicate that GA14 synthesis is catalyzed by a P450 monooxygenase in S. rhois. The biosynthetic pathway to GA4 in S. rhois is similar to that described in Fusarium fujikuroi, a GA3, GA4 and GA7 producing fungus. Both microorganisms utilize similar intermediates and the same kind of oxidases. In contrast, this sequence differ from that found in Phaeosphaeria sp. which produces GA4 and GA1 through non-hydroxylated intermediates

Doctora en Bioquímica / Las giberelinas (GAs) son fitohormonas diterpénicas sintetizadas como metabolitos secundarios por algunos hongos, entre ellos Fusarium fujikuroi, patógeno del arroz que produce grandes cantidades de ácido giberélico (GA3). Esta especie forma parte del complejo taxonómico Gibberella fujikuroi que incluye otras 10 especies relacionadas filogenéticamente denominadas poblaciones de apareamiento (A-K). Aunque todas las especies del complejo G. fujikuroi contienen genes de la biosíntesis de GAs la producción de estos diterpenos se ha descrito casi exclusivamente en F. fujikuroi, con excepción de dos cepas de Fusarium proliferatum y una cepa de Fusarium konzum que sintetiza muy bajas cantidades de GAs. Con el objeto de investigar si existen otras especies productoras de GAs en el complejo G. fujikuroi, se caracterizaron varias cepas de Fusarium sacchari (aislado de la caña de azúcar), de Fusarium konzum (aislado de pastos de praderas) y de Fusarium subglutinans (aislado del maíz). F. sacchari es una especie cercanamente relacionada con F. fujikuroi, agrupada en el clado Asiático del complejo en tanto que F. konzum y F. subglutinans son especies filogenéticamente alejadas de F. fujikuroi agrupadas en el clado Americano. Las cepas de F. sacchari investigadas presentaron diferencias con respecto a su capacidad de sintetizar GAs. Cinco aislados (B-12756; B-1732, B-7610, B- 1721 and B-1797) resultaron activos sintetizando principalmente GA3 (2,76-28,4 mg/mL) mientras que otros dos (B-3828 and B-1725) resultaron inactivos. Las etapas catalizadas por la geranilgeranil difosfato sintasa (GGS2) y/o la ent-kaureno sintasa (CPS/KS) son limitantes en las cepas productoras ya que los niveles de GA3 aumentaron 2,9 veces por complementación con los genes ggs2 y cps/ks de F. fujikuroi. Con respecto a F. konzum, de los seis aislados que se investigaron tres (I-10653; I-11616; I-11893) sintetizaron GAs, principalmente GA1, un producto final diferente al de las cepas activas de F. sacchari. Además, los niveles de GAs sintetizados por F. konzum fueron muy bajos (menos de 0,1 mg/mL). Tres cepas de F. konzum resultaron inactivas y no presentaron actividad de ninguna oxidasa de GAs lo que sugiere que los genes respectivos no se expresan. Las dos cepas de F. subglutinans ensayadas no sintetizan GAs ni presentan actividad de las oxidasas. Estos resultados indican que la capacidad de sintetizar GAs está presente en otras especies del complejo G. fujikuroi además de F. fujikuroi, pero puede diferir significativamente entre cepas. Finalmente se investigó la biosíntesis de GAs en un conjunto de 19 cepas híbridas (CxD) provenientes de un cruce entre F. fujikuroi y F. proliferatum, dos especies muy cercanas filogenéticamente agrupadas en el clado Asiático del complejo G. fujikuroi. Las dos cepas parentales (F. fujikuroi C-1995 y F. proliferatum D-4854) contienen los genes de la biosíntesis de GAs pero difieren en su capacidad biosintética: C-1995 sintetiza GAs, principalmente GA3, mientras que D-4854 no produce GAs. Las cepas híbridas no presentaron un patrón de segregación Mendeliano 1:1 como se esperaba sino que se encontró en la progenie un patrón de tres fenotipos: 8 híbridos producen GA3 en cantidades similares a la cepa parental C-1995 en tanto que 6 cepas resultaron inactivas para la biosíntesis de GAs. Además de los fenotipos parentales una parte de la progenie (5 cepas) produjo pequeñas cantidades de GAs, principalmente GA1 y presenta bajos niveles de expresión de los genes. Estos resultados evidencian que el cruce interespecies puede generar nuevos patrones de metabolitos secundarios, en este caso de GAs. El conjunto de resultados obtenidos sugiere que la capacidad de sintetizar GAs en niveles significativos estaría restringida a las especies de Fusarium agrupadas en el clado Asiático del complejo G. fujikuroi / Gibberellins (GAs) are diterpene phytohormones synthesized as secondary metabolites by some fungi like Fusarium fujikuroi, a plant pathogen that produces high levels of gibberellic acid (GA3). This Fusarium species belongs to Gibberella fujikuroi, a taxonomic species complex that includes 10 other phylogenetically related species denominated mating populations (A-K). Even when all the species within the G. fujikuroi complex contain GA biosynthesis genes, the production of these diterpenes has been almost exclusively found in F. fujikuroi, except for two Fusarium proliferatum strains and one Fusarium konzum isolate that synthesizes very low GA levels. In order to find out if other species within the G. fujikuroi complex synthesize GAs, several strains of three Fusarium species were characterized: Fusarium sacchari (isolated from sugar cane), F. konzum (isolated from prairie grasses) and Fusarium subglutinans (isolated from maize). F. sacchari is closely related to F. fujikuroi and grouped in the Asian clade of the complex while F. konzum and F. subglutinans are phylogenetically distant species grouped in the American clade. Analyzed F. sacchari strains differed in their ability to synthesize GAs. Five isolates (B-12756; B-1732, B- 7610, B-1721 and B-1797) were active and synthesized mainly GA3 (2,76-28,4 mg/mL) while two others (B-3828 and B-1725) were inactive. The steps catalyzed by geranylgeranyl diphosphate synthase (GGS2) and/or ent-kaurene synthase (CPS/KS) were limiting in F. sacchari active strains since it was found that GA3 levels increased by 2.9 fold upon complementation with ggs2 and cps/ks genes from F. fujikuroi. For F. konzum, six isolates were analyzed of which three (I-10653; I-11616; I- 11893) synthesized GAs, mainly GA1, a different final product than that synthesized by F. sacchari active strains. GA levels formed by F. konzum isolates were very low (less than 0,1 mg/mL). Three F. konzum strains were inactive in GA biosynthesis and contained no GA oxidase activities suggesting that the respective genes were not expressed. For F. subglutinans the two isolates assayed did not synthesize GAs and lacked activity of the GA oxidases. These results evidence that GA biosynthesis is present in other species within the G. fujikuroi complex besides F. fujikuroi but may differ significantly between isolates. Finally, GA biosynthesis was investigated in a group of 19 hybrid strains (CxD) from an interspecies cross between F. fujikuroi y F. proliferatum, two closely related species that belong to the American clade in the G. fujikuroi complex. Both parental strains (F. fujikuroi C-1995 and F. proliferatum D-4854) contain the GA biosynthetic genes but differed in their ability to produce GAs: C-1995 synthesizes GAs, mainly GA3, while D-4854 did not produce GAs. The hybrid strains did not show a Mendelian 1:1 segregation pattern as expected but we found in the progeny a three phenotype pattern: 8 CxD hybrids produced GA3 at similar levels than the parental strain C-1995 while 6 strains were inactive for GA biosynthesis. Besides the parental phenotypes 5 progeny strains produced low GA levels, mainly GA1 and showed low expression of the respective genes. These findings indicate that interspecies crosses may generate new profiles of secondary metabolites, like the GAs. Altogether obtained results suggest that GA biosynthesis at significant levels would be restricted to the Fusarium species of the Asian clade in the G. fujikuroi complex / FONDECYT; FONDAP; MECESUP

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado académico de Magister en Bioquímica área de especialización en Bioquímica Ambiental y Memoria para optar al título profesional de Bioquímico / Memoria de título de bioquímico / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El hongo filamentoso Fusarium fujikuroi produce diversos metabolitos secundarios entre los que se encuentran las giberelinas (GAs), diterpenoides tetracíclicos derivados del ácido mevalónico de interés agronómico debido al efecto regulador que presentan sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas. El interés comercial de estas moléculas y la alta eficiencia del sistema fúngico han llevado a caracterizar su biosíntesis a nivel de las reacciones químicas, las enzimas y los genes implicados en el proceso. La secuencia biosintética consiste principalmente en reacciones de oxidación, las que son catalizadas por monooxigenasas (MO) P450 codificadas por genes agrupados en un cluster. En este hongo la biosíntesis de GAs se induce en condiciones de carencia de compuestos nitrogenados y es inhibida por amonio o glutamina debido a la represión de los genes. Este mecanismo de regulación está mediado principalmente por el regulador global AREA, un factor de transcripción cuya actividad depende de los niveles de nitrógeno, aunque también podrían participar otros elementos regulatorios específicos para esta vía metabólica. Con el objeto de contribuir a la comprensión de los mecanismos de regulación de la biosíntesis de las GAs fúngicas, en este trabajo de Tesis se investigó si los genes de GAs de F. fujikuroi se expresan como proteínas activas en tres especies de hongos filogenéticamente relacionadas a F. fujikuroi: Fusarium oxysporum, Fusarium graminearum y Aspergillus nidulans. Estos hongos no poseen los genes de la biosíntesis de GAs pero contienen el regulador global AREA. Interesó determinar si la complementación con el cluster de genes de F. fujikuroi es suficiente para generar la capacidad de biosintetizar GAs en estas especies y si las transformantes presentan el mecanismo de represión por amonio. Se caracterizó la producción de GAs en cultivos líquidos mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) y las actividades de las distintas oxidasas de GAs se ensayaron mediante sustratos marcados con [14C] e identificando los productos por cromatografía en capa fina y cromatografía líquida de alta resolución. Se encontró que las transformantes T6, T11 y T1 de F. oxysporum así como la transformante T2 de F. graminearum presentan la capacidad de biosintetizar GAs en un medio líquido carente de compuestos nitrogenados. Principalmente sintetizan GAs 3β-hidroxiladas y 19-γ10-lactónicas (19C) como GA4, GA7 y GA3, además algunas GAs no hidroxiladas (GA9, GA24, GA25) y entkaurenoides, que son productos laterales de la vía biosintética. Este patrón de productos corresponde al que presenta la cepa silvestre IMI28589 de F. fujikuroi, sistema fúngico que sintetiza GA3 como producto final a partir de intermediarios 3β-hidroxilados. Estos resultados indican que los genes de la biosíntesis de GAs de F. fujikuroi se expresan y generan enzimas activas tanto en F. oxysporum como en F. graminearum. En particular, la metabolización del ácido ent-[14C]kaurenoico hasta [14C]GA14 y posteriormente hasta [14C]GA3 demostró que la MO P450-1 (GA14 sintasa) presenta las actividades de 7-oxidasa y de 3β-hidroxilasa, como en F. fujikuroi. Por otra parte, la MO P450-2 (GA20 oxidasa) forma el producto lactónico [14C]GA9 y su derivado [14C]GA40, a partir del sustrato [14C]GA12. En estos ensayos también se detectaron las actividades de 13-hidroxilasa y de desaturasa aunque con diferentes proporciones en las distintas transformantes, en concordancia con el análisis de GAs endógenas. El efecto represor del nitrato de amonio se determinó a través de la actividad de la GA20 oxidasa en la transformante de F. graminearum T2, donde se encontró que la velocidad de utilización de [14C]GA12 fue 5 veces menor en un medio con nitrato de amonio 4,8 g/L que en un medio sin amonio, en forma similar a la cepa silvestre IMI28589 de F. fujikuroi (siete veces menor en presencia de amonio). Esto sugiere que estaría operativo en F. graminearum el mecanismo de represión por compuestos nitrogenados. Para la transformante T6 de F.oxysporum el resultado fue menos claro, ya que se obtuvieron productos en presencia de amonio que no corresponden a la lactona [14C]GA9 o a su derivado [14C]GA40 (los principales productos de la GA20 oxidasa). La identificación de los productos por GC-MS permitirá confirmar si corresponden a la actividad de oxidasas inespecíficas y si la represión por nitrato de amonio está presente en esta especie. A diferencia de las transformantes de F. oxysporum y de F. graminearum, en cultivos de la transformante de A. nidulans no se detectó actividad de ninguna de las oxidasas de GAs en los ensayos con los sustratos marcados con [14C]. Esto sugiere que los genes de F. fujikuroi no se expresarían en A. nidulans, una especie filogenéticamente más alejada de F. fujikuroi que F. oxysporum y F. graminearum, a pesar de que AREA está presente en esta especie. En conclusión, los resultados obtenidos sugieren que las dos especies de Fusarium investigadas, F. oxysporum y F. graminearum, contienen los elementos regulatorios (AREA y/u otros) requeridos para la expresión de los genes de la biosíntesis de GAs en condiciones de carencia de nitrógeno. Estos factores no serían específicos para esta vía, ya que se encontraron en dos especies fúngicas que no contienen genes de la biosíntesis de GAs y no sintetizan estos diterpenos. / The filamentous fungus Fusarium fujikuroi synthesizes several secondary metabolites including gibberellins (GAs), tetracyclic diterpenoids derived from mevalonic acid that have an agronomic interest since they are plant growth regulators. Because of the high efficiency of the fungal system and its commercial interest GA biosynthesis has been characterized at the level of chemical reactions, enzymes and genes. The fungal GA biosynthetic pathway is based on oxidative reactions catalyzed by P450 monooxygenases (MO) codified by a gene cluster. GA biosynthesis is induced in the absence of nitrogenated compounds and inhibited by ammonia or glutamine due to repression of gene expression. The global regulator AREA, a transcription factor dependent on nitrogen levels, mediates this effect, together with other possible specific regulatory elements. In order to contribute to the understanding of GA biosynthesis regulation in F. fujikuroi in this work we investigated if the F. fujikuroi GA biosynthesis genes are expressed as active enzymes in three fungal species phylogenetically related to F. fujikuroi: Fusarium oxysporum, Fusarium graminearum and Aspergillus nidulans. These species do not contain the GA biosynthesis genes but contain the global regulator AREA. It was investigated if complementation with the F. fujikuroi gene cluster is enough to restore GA biosynthesis in these fungal species and if the transformants present ammonium repression of the GA genes as in F. fujikuroi. GA biosynthesis was determined in liquid cultures by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and the activities of GA oxidases were assayed with [14C]-labelled substrates by identifying the respective products by thin layer chromatography or high performance liquid chromatography. F. oxysporum transformants T6, T11 and T1 as well as F. graminearum T2 synthesized GAs in liquid cultures that do not contain nitrogenated compounds. These were mainly 19-γ10-lactonic, 3β-hydroxylated GAs (C19; GA4, GA7 and GA3) together with non-hydroxylated GAs (GA9, GA24,GA25) and ent-kaurenoids, lateral products of the GA biosynthetic pathway. This product pattern corresponds to that of the wild-type F. fujikuroi strain IMI28589 that synthesizes GA3 as final product from 3β-hydroxylated intermediates. These results demonstrate that the F. fujikuroi GA biosynthesis genes are expressed as active enzymes in F. oxysporum as well as in F. graminearum. Particularly the conversion of ent-[14C]kaurenoic acid into [14C]GA14 and further into [14C]GA3 demonstrated that in F. oxysporum and F. graminearum GA14 synthase presents 7- oxidase and 3β-hydroxylase activities as in F. fujikuroi. On the other hand, in these transformants GA20 oxidase gave the 19-γ10-lactonic product [14C]GA9 or its derivative [14C]GA40 from [14C]GA12. 13-hydroxylase and desaturase activities were also detected in these assays even when in different proportions in the distinct transformants in agreement with endogenous GA analysis. Ammonium nitrate repressor effect was investigated over GA20 oxidase that was assayed in F. graminearum T2 liquid cultures. The rate of [14C]GA12 conversion was found to be 5 times less in 4,8 g/L ammonium-containing media than in the absence of ammonium, similar to that found for F. fujikuroi IMI28589 cultures (7 times less [14C]GA12 conversion in media containing ammonia). This suggests that the mechanism of repression by nitrogenated compounds would be active in F. graminearum. For F. oxysporum T6 a less clear result was obtained since the products formed in the presence of 4,8 g/L ammonium nitrate do not include [14C]GA9 or [14C]GA40, the main products of GA20 oxidase. GC-MS identification of these products will allow to confirm if they correspond to unspecific oxidation products and if ammonium repression is also present in F. oxysporum. In contrast to F. oxysporum and F. graminearum, the cultures of A. nidulans complemented with the F. fujikuroi GA biosynthesis genes did not present activity of any of the GA oxidases in assays with ent-[14C]kaurenoic acid, [14C]GA12 or [14C]GA4. This suggests that the F. fujikuroi genes would not be expressed in A.nidulans, a species phylogenetically less related to F. fujikuroi, even when it contains AREA. Altogether, the results obtained suggest that the two Fusarium species investigated contain the regulatory elements required for the expression of the GA biosynthesis genes (AREA and/or others) in the absence of nitrogenated compounds. These factors would not be specific for the GA pathway since they are present in two fungal species that do not contain the GA biosynthesis genes and do not synthesize GAs. / Fondecyt

Chemical Genetics is a powerful approach that uses small molecules to probe gene function. In this Theses, we have used it to identify compounds that help us to i) dissect a plant signaling pathway, and ii) to solve a problem in agriculture. In both cases, we have screened a library of 10.000 compounds. Gibberellins are plant hormones that regulate multiple transitions in plant development and that allow them to tune their growth and development according to the environmental conditions. Gibberellin signaling proceeds through the degradation of DELLA proteins, the negative regulators of the pathway that regulate gene expression through the interaction with multiple transcription factors. To further dissect this pathway, we have sought to identify compounds with gibberellin-like activity affecting only a subset of processes. For that purpose, we have performed two screenings, in one of them we have searched for compounds affecting cell expansion in Arabidopsis seedlings, and in the other for compounds that prevent the interaction of a DELLA protein with a particular transcription factor in yeast two-hybrid assays. We have identified compounds with the expected behavior: compounds that activate the pathways downstream of the receptor, and others that prevent interaction with ARR1, BZR1, PIF4 or KAN1. Phosphorus is an essential element for plants and it is only absorbed in phosphate form, which is obtained from limited, not renewable sources and for which there is no alternative. As consequence, the cost of phosphate application in the field is steadily increasing. We have established collaboration with Dadelos Agrosolutions S.L. to identify compounds that improve phosphate assimilation. We have screened a chemical library and selected compounds based in their ability to down regulate the Arabidopsis IPS1::GUS reporter under suboptimal phosphate concentrations, under which it is normally on. Importantly, these compounds enhance the growth capacity of the plants under suboptimal phosphate concentrations. / La Genética química es una potente herramienta basada en el empleo de moléculas para estudiar funciones génicas conocidas o descubrir nuevas funciones, mediante la identificación de compuestos químicos que interfieran o promuevan ciertos procesos biológicos de interés. En esta tesis se ha explorado el uso de la genética química con el fin de diseccionar rutas de señalización en plantas, tanto con un objetivo de generar conocimiento fundamental, como con un objetivo más aplicado. En ambos casos, el abordaje ha consistido en el rastreo de una quimioteca de 10 mil compuestos, para encontrar aquéllos con las propiedades deseadas. Las giberelinas son hormonas vegetales que regulan distintas transiciones del desarrollo de las plantas, y permiten optimizar el patrón de crecimiento en función de las condiciones ambientales. La señalización por giberelinas supone la inducción de la degradación de las proteínas DELLA, proteínas de localización nuclear que regulan la expresión génica mediante la interacción física con más de 100 factores de transcripción. El hecho de que estas hormonas generen efectos tan amplios nos ha impulsado a la búsqueda de compuestos equivalentes a las giberelinas pero que afecten sólo a algunos procesos en concreto, sin alterar el resto. Para ello hemos realizado dos rastreos: el primero buscando compuestos agonistas de giberelinas en la expansión celular en Arabidopsis, y el segundo buscando compuestos que impidan de forma selectiva la interacción entre DELLAs y sólo un subgrupo reducido de factores de transcripción mediante el ensayo de doble híbrido en levadura. En ambos casos, los rastreos han permitido identificar moléculas con el comportamiento deseado: moléculas que activan la ruta de giberelinas de forma independiente de su receptor (es decir, en etapas posteriores de la señalización), y moléculas que inhiben la interacción de DELLAs preferentemente con ARR1, BZR1, PIF4 y KAN1. El fósforo es un componente esencial para las plantas, y éstas lo toman en forma de fosfato inorgánico, cuya fuente, la roca fosfórica, es un recurso limitado, no renovable y del que no se dispone alternativa. Debido a ello la fertilización fosfatada sufre un encarecimiento sostenido. En colaboración con Dadelos Agrosolutions S.L. se han buscado compuestos que mejoren la capacidad de asimilación de fosfato, mediante el rastreo de la quimioteca y la selección de moléculas que permitan reprimir la expresión del marcador IPS1::GUS en Arabidopsis en condiciones subóptimas de fosfato en las que este testigo está normalmente encendido. Se han podido encontrar tres compuestos que aumentan la capacidad del fosfato de reprimir la expresión génica, a la vez que aumentan la capacidad de crecimiento de las plantas en presencia de concentraciones subóptimas de fosfato. / La Genètica química és una potent eina basada en l'ús de molècules per estudiar funcions gèniques conegudes o descobrir noves funcions, mitjançant la identificació de compostos químics que interfereixin o promoguin certs processos biològics d'interès. En aquesta tesi s'ha explorat l'ús de la genètica química per tal de disseccionar rutes de senyalització en plantes, tant amb un objectiu de generar coneixement fonamental, com amb un objectiu més aplicat. En ambdós casos, l'abordatge ha consistit en el rastreig d'una quimioteca de 10 mil compostos, per trobar aquells amb les propietats desitjades. Les gibberel·lines són hormones vegetals que regulen diferents transicions del desenvolupament de les plantes, i permeten optimitzar el patró de creixement en funció de les condicions ambientals. La senyalització per gibberel·lines suposa la inducció de la degradació de les proteïnes DELLA, proteïnes de localització nuclear que regulen l'expressió gènica mitjançant la interacció física amb més de 100 factors de transcripció. El fet que aquestes hormones generin efectes tan amplis ens ha impulsat a la recerca de compostos equivalents a les gibberel·lines però que afectin només a alguns processos en concret, sense alterar la resta. Per això hem realitzat dos rastrejos: el primer buscant compostos agonistes de gibberel·lines en l'expansió cel·lular en Arabidopsis, i el segon buscant compostos que impedeixin de manera selectiva la interacció entre DELLAs i només un subgrup reduït de factors de transcripció mitjançant l'assaig de doble híbrid en llevat. En tots dos casos, els rastrejos han permès identificar molècules amb el comportament desitjat: molècules que activen la ruta de gibberel·lines de forma independent del seu receptor (és a dir, en etapes posteriors de la senyalització), i molècules que inhibeixen la interacció de DELLAs preferentment amb ARR1, BZR1, PIF4 i KAN1. El fòsfor és un component essencial per a les plantes, i aquestes ho prenen en forma de fosfat inorgànic, del qual la font, la roca fosfòrica, és un recurs limitat, no renovable i del qual no es disposa alternativa. A causa d'això la fertilització fosfatada pateix un encariment sostingut. En col·laboració amb Dadelos Agrosolutions S.L. s'han buscat compostos que millorin la capacitat d'assimilació de fosfat, mitjançant el rastreig de la quimioteca i la selecció de molècules que permetin reprimir l'expressió del marcador IPS::GUS en Arabidopsis en condicions subòptimes de fosfat en les que aquest està normalment encès. S'han pogut trobar tres compostos que augmenten la capacitat del fosfat per a reprimir l'expressió gènica, alhora que augmenten la capacitat de creixement de les plantes en presència de concentracions subòptimes de fosfat. / Grau Enguix, F. (2017). Genética Química aplicada a la señalización por giberelinas y fosfato en Arabidopsis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90566

[EN] After germination, seedlings can follow two alternative development programs, photomorphogenesis or escotomorfogénesis depending on the presence or absence of light, respectively. The transition between the two programs is under strict hormonal control; thus GAs repress photomorphogenesis in darkness. The main objective of this paper is whether this regulation has an adaptive value. We have studied the variability in 150 accessions of Arabidopsis thaliana in regulating the Photomorphogenesis by GAs and analyzed morphological characteristics that differ between the two development programs (angle between cotyledons and hypocotyl length) by selecting 7 accessions hypersensitive to GAs deficiency, 7 intermediate accessions, and 7 less sensitive to deficiency of GAs. We performed a sequence analysis of 8 genes (GID1a, GID1b, GID1c, GAI, RGA, SLY1, HY5 and PIF3) involved in the signaling of GAs in the 21 selected accessions, that has shown no clear correlation between allelic varieties and the expression of the phenotype, except the accession Bla-1, which has a truncated version of GAI. On the other hand, there has been a transcriptome analysis and QTL analysis with two accessions with different behaviors in absence of GAs, obtaining 4 new loci and 307 candidate genes that may be involved in the process. Finally, it has undertaken a screening of transcription factors in Arabidopsis that could participate in Photomorphogenesis, examining two phenotypes in darkness without GAs: the opening of apical hook after 3 days and the opening of cotyledons after 7 days. This analysis has demonstrated that these processes are highly sensitive to the activity of transcription factors, showing a similar variation found among natural populations. / [ES] Después de la germinación, las plántulas pueden seguir dos programas de desarrollo alternativos, fotomorfogénesis o escotomorfogénesis dependiendo de la presencia o ausencia de luz, respectivamente. La transición entre los dos programas está sometida a un estricto control hormonal; de este modo, las GAs reprimen la fotomorfogénesis en ausencia de luz. El principal objetivo de este trabajo es saber si esta regulación tiene un valor adaptativo. Se ha estudiado la variabilidad existente en 150 accesiones de Arabidopsis thaliana en la regulación de la fotomorfogénesis por las GAs y se han analizado características morfológicas que difieren entre los dos programas de desarrollo (ángulo entre cotiledones y longitud del hipocotilo) seleccionando 7 accesiones hipersensibles a la deficiencia de GAs, 7 accesiones intermedias, y 7 menos sensibles a la deficiencia de GAs. Se ha realizado un análisis de la secuencia de 8 genes (GID1a, GID1b, GID1c, GAI, RGA, SLY1, HY5 y PIF3) implicados en la señalización de GAs en las 21 accesiones seleccionadas que no ha mostrado ninguna correlación clara entre variedades alélicas y la manifestación del fenotipo, salvo en el caso de la accesión Bla-1, que posee una versión truncada de GAI. Por otro lado se ha realizado un análisis transcriptómico y de QTLs de dos accesiones con comportamientos diferentes en ausencia de GAs, obteniendo 4 nuevos loci y 307 genes candidatos que podrían estar implicados en el proceso. Por último, se ha llevado a cabo un rastreo de factores de transcripción de Arabidopsis que podrían participar en la fotomorfogénesis, examinando dos fenotipos en oscuridad sin GAs: la apertura del gancho apical a los 3 días y la apertura de los cotiledones a los 7 días. Este análisis ha permitido demostrar que estos procesos son altamente sensibles a la actividad de factores de transcripción, mostrando una variación similar a la encontrada entre poblaciones naturales. / [CA] Després de la germinació, les plàntules poden seguir dos programes de desenvolupament alternatius, fotomorfogènesi o escotomorfogènesi depenent de la presència o absència de llum, respectivament. La transició entre els dos programes està sotmesa a un estricte control hormonal; d'aquesta manera, les GAs reprimeixen la fotomorfogènesi en absència de llum. El principal objectiu d'aquest treball és saber si aquesta regulació té un valor adaptatiu. S'ha estudiat la variabilitat existent en 150 accessions d'Arabidopsis thaliana en la regulació de la fotomorfogènesi per les GAs i s'han analitzat característiques morfològiques que difereixen entre els dos programes de desenvolupament (angle entre cotilèdons i longitud del hipocòtil) seleccionant 7 accessions hipersensibles a la deficiència de GAs, 7 accessions intermèdies, i 7 menys sensibles a la deficiència de GAs. S'ha realitzat una anàlisi de la seqüència de 8 gens (GID1a, GID1b, GID1c, GAI, RGA, SLY1, HY5 i PIF3) implicats en la senyalització de GAs en les 21 accessions seleccionades que no ha mostrat cap correlació clara entre varietats al¿lèliques i la manifestació del fenotip, excepte en el cas de l'accessió Bla-1, que posseeix una versió truncada de GAI. D'altra banda s'ha realitzat una anàlisi transcriptòmica i de QTLs de dos accessions amb comportaments diferents en absència de GAs, obtenint 4 nous loci i 307 gens candidats que podrien estar implicats en el procés. Finalment, s'ha dut a terme un rastreig de factors de transcripció d'Arabidopsis que podrien participar en la fotomorfogènesi, examinant dos fenotips en foscor sense GAs: l'obertura del ganxo apical als 3 dies i l'obertura dels cotilèdons als 7 dies. Aquesta anàlisi ha permès demostrar que aquests processos són altament sensibles a l'activitat de factors de transcripció, mostrant una variació similar a la trobada entre poblacions naturals. / Sotillo Saúco, B. (2016). Análisis de la Variación Genética Natural de la Fotomorfogénesis en Arabidopsis Thaliana [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61955

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:29:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 henriquec.pdf: 216448 bytes, checksum: e0d1c9ae923e6c3eb7de206691047710 (MD5) Previous issue date: 2006-08-10 / The use of nitrogen in the culture of the wheat seeks the increase of the productivity.However, it also increases the probability of occurrence of the lodgnign. That can be avoided with the application of growth regulators. In that sense, he took place a field experiment, in the city of Castro, PR, seeking to evaluate the effects of the application of the trinexapac-ethyil in different times and of doses of nitrogen on wheat, cultivars (VANTE and BRS 77). The experimental field was blocks at random in factorial outline 4x4 with four repetitions. The treatments consisted of the combination of 100 g i.a ha -1 of applied trinexapac-ethyl among the 1º and 2º visible knot of the wheat, 2º and 3º visible knot, sequential application on half of the dose between the 1º and the 2º visible knot and half between the 2º and 3º visibleknot, besides the witness without trinexapac-ethyl apllication. The doses of nitrogen were of 90, 135, 180 and 225 kg.ha - 1 fot to AVANTE and 60,90, 120 and 150 kg.ha - 1 for to BRS 177. They were certain the stand, tillers numbers for plant, height of plants, diameter of the stem, lengthof the stem, length of thes stem among the leaf flag unitl the insert of the erar, lodging in the antesis and in the pre-cropo haverst, tenor of nitrogen in the leaves, yield and yield componentes and industrial quality of thewheat. The trinexapac-ethyl was efficient in reducing the length of the he/she enters us, reducidng the height of the plants and lodging percentage, being the moment of application of hte trinexapac-ethyl that promotes larger effects in the height of plants in between the 2º and 3º visible knot. The application of hte trinexapac - ethyl mainly in the phase of 1º and 2º visivle knot or 2º and 3º visible knot promoted significant increase of the ears number and in the productivity of grains when compared to the treatment without application of the growth regulator in cultivar AVANTE, what didn t happen for to cultivar BRS 177. The increase of the dose of nitrogen increases the tenor of the element in the plant and it promotes larger lodging factor that can be mininmized by the application of the growth reducer. It didn t happen earnings about the production components and productivity for the increase of the doses of nitrogen, showing that the recommended doses assistg the demands of the cultivars. The industrial quality of hte wheat was not influenced by the trinexapac-ethyl application, except for to cultivate BRS 177 that presented increase of theweight hectolitric in the treatments with trinexapac-ethyl. The increase of the dose of nitrogen increased the amount of gluten humid, dry and of the Force of Gluten (W) and it reduced the weight hectolitric and Falling Number to cultivar BRS 177, in cultivar AVANTE the doses of N didn t influence the parameters regarding the industrial quality / O uso de nitrogênio na cultura do trigo visa o aumento da produtividade. No entanto, aumenta também a probabilidade de ocorrência do acamamento. Que pode ser evitado com a aplicação de reguladores de crescimento. Nesse sentido, realizou-se um experimento de campo, no município de Castro, PR, visando avaliar os efeitos de doses de nitrogênio nas cultivares de trigo AVANTE e BRS 177. O delineamento experimental foi blocos ao acaso em esquema fatorial 4X4 , com quatro repetições para cada cultivar. Os tratamentos constaram da combinação de 100 g i.a ha-1 de trinexapac-ethyl aplicado entre o 1º e o 2º nó visível e metade entre o 2º e o 3º nó visível, além da testemunha sem aplicação. As doses de nitrogênio em cobertura foram de 90, 135, 180 e 225 kg.ha-1 para a cultivar AVANTE e 60,90, 120 e 150 kg.ha-1 para a cultivar BRS 177. Foram avaliados o stand, números de perfilhos por planta, estatura de plantas, diâmetro de colmo, comprimento dos entre-nós, comprimento do caule do último nó e a inserção da espiga, acamamento no florescimento e na pré-colheita, teor de nitrogênio nas folhas, componentes da produção, produtividade e qualidade industrial do trigo. O Trinexapac-ethyl foi eficiente em reduzir o comprimento dos entre-nós, diminuindo a estatura das plantas e a porcentagem de acamamento, sendo o momento da aplicação do trinexapac-ethyl que promove maiores efeitos na estatura de plantas é entre o 2º e 3º nó visível. A aplicação do trinexapac-ethyl principalmente na fase de 1º e 2º nó visível ou 2º e 3º nó visível promoveu aumento significativo do número de espiguetas e na produtividade de grãos quando comparado ao tratamento sem aplicação do regulador de crescimento na cultivar AVANTE, o que não ocorreu para a cultivar BRS 177. O aumento da dose de nitrogênio aumenta o teor do elemento da planta e promove maior acamamento, fator que pode ser minimizado pela aplicação do redutor de crescimento. Não ocorreu ganho sobre os componentes de produção e produtividade pelo aumento das doses de nitrogênio, mostrando que as doses recomendadas atendem as exigências das cultivares. A qualidade industrial do trigo não foi influenciada pela aplicação de trinexapac-ethyl, com exceção da cultivar BRS 177 que apresentou aumento do peso hectolitrico nos tratamentos com trinexapac-ethyl. O aumento da dose de nitrogênio aumentou a quantidade de glúten úmido, seco e da Força de Glúten (W) e diminuiu o peso hectolitrico (PH) e Falling Number (FN) para cultivar BRS 117, na cultivar AVANTE as doses de N não influenciaram os parâmetros referentes à qualidade industrial.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / La presente recopilación bibliográfica, sintetiza los principales usos que han tenido las giberelinas de síntesis ( y ) como fitorreguladores en la fruticultura chilena. La mayor cantidad de investigaciones, con este regulador de crecimiento (), han sido desarrolladas en uva de mesa, sobre todo en variedades sin semillas como Sultanina, Flame Seedless, Black Seedless, entre otras, obteniéndose resultados significativos en el raleo de estructuras reproductivas, incremento del tamaño de frutos al igual que otras variables de calidad de la fruta como el color de cubrimiento de frutos. Sin embargo, también se encuentran efectos indeseados con este fitorregulador como son el desgrane, raleos severos al igual que aumentos de la infertilidad de yemas en uva de mesa. Este efecto inhibitorio de la inducción floral con aplicaciones de , también ha sido evaluado en cítricos, paltos, olivos y durazneros, donde los resultados han sido beneficiosos, dado que al inhibir parte de la inducción floral, en los años de alta floración, se disminuye el grado de alternancia productiva.

La presente tesis se realizó en el Centro Experimental Agrario (C.E.A.) III “Los Pichones“, de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. El material experimental utilizado fue cinco cultivares de tomate: Lia, To01P08, Gonia 30, To02P08, Tyson y tres dosis del bioestimulante Promalina: 60 ml/200L; 75 ml/200L y 90 ml/200L. Se utilizó el diseño de bloques completos aleatorios con arreglo factorial de 5x3. La dosis óptima de Promalina para el rendimiento fue de 74,813 ml x 200L con lo que se logró obtener 44,337 t/ha. Los cultivares de mayor rendimiento fueron Gonia 30 y To01 P08 con 51,392 y 47,173 t/ha.

Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-11-10T14:03:02Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 858318 bytes, checksum: 979bd272711d152ce5614363494bbec0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-10T14:03:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 858318 bytes, checksum: 979bd272711d152ce5614363494bbec0 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Para garantir a sua sobrevivência, as plantas desenvolveram mecanismos para lidar com estresses. Trabalhos recentes tem sugerido um papel importante das giberelinas (GAs) na sobrevivência das plantas sob condições adversas. No entanto, pouco se sabe sobre as implicações fisiológicas, metabólicas e bioquímicas em plantas com alterações nos níveis endógenos de GAs quando submetidas à deficiência hídrica. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos fisiológicos e bioquímicos da alteração endógena nos níveis de GAs em tomateiros mutantes, gib1, gib2 e gib3, deficientes na biossíntese de GAs, em condições de deficiência hídrica. Demonstrou-se que plantas mutantes tem a capacidade de manter a água na folha por mais tempo e são capazes de recuperar a fotossíntese mais rapidamente, quando comparado ao WT, após passarem por um período de deficiência hídrica. Adicionalmente, plantas gib2 e gib1 não apresentaram murcha aparente mesmo com valores de potencial hídrico baixos. Este fenótipo foi relacionado ao nanismo, encarquilhamento e engrossamento de folhas dos genótipos mutantes. No entanto, plantas mutantes apresentaram investimento no crescimento radicular em detrimento da parte aérea. Assim, plantas menores com sistemas radiculares desenvolvidos tem a capacidade de manter a água na folha por mais tempo por utilizarem a água disponível no solo mais lentamente. A restrição do crescimento pela menor disponibilidade de GAs pode ser vantajosa em ambientes adversos, por permitir o redirecionamento de recursos energéticos para mecanismos que promovem a sobrevivência. Os resultados aqui apresentados sugerem um papel importante das GAs para respostas de aclimatação ou de tolerância à deficiência hídrica. / To ensure their survival, plants have evolved mechanisms to deal with stress. Recent work has suggested an important role of gibberellins (GAs) in plant survival under adverse conditions. However, little is known about the physiological, metabolic and biochemical implications in plants with changes in endogenous levels of GAs when subjected to water deficit. Thus, this study aimed to evaluate the physiological and biochemical effects of changes in endogenous levels of GAs in mutant tomato, gib1, gib2 and gib3, deficient in the biosynthesis of GAs in water stress conditions. It was shown that mutant plants have the ability to retain water on the sheet for a longer time and are able to recover more quickly photosynthesis when compared to WT after undergoing a period of drought stress. Additionally, gib2 and gib1 plants showed no wilting apparent even with low values of water potential. This phenotype was related to stunting, leaf curling and thickening of the mutant genotype. However, mutant plants showed investment in root growth at the expense of shoot. Thus, plants with smaller root systems have developed the capacity to retain water on the leaves for a longer time by using the available water more slowly in the soil. The growth restriction due to lower availability of GAs can be advantageous in adverse environments by allowing redirection of energy resources for mechanisms that promote survival. The results presented here suggest an important role of GAs responses to acclimation or drought tolerance.