Este trabajo de tesis pretende profundizar el conocimiento de las vacuolas asociadas a la senescencia (VAS) a través de tres temáticas: - el desarrollo, entendido como la variación temporal de las VAS, su biogénesis y el efecto de moduladores de la senescencia; - la caracterización de la actividad biológica de las VAS participando en el desmantelamiento del aparato fotosintético; - y la relación entre el mecanismo de autofagia y el desarrollo de las VAS. En general, para abordar estos objetos de estudios se empleó un sistema sencillo y frecuentemente empleado en trabajos sobre senescencia foliar. El modelo de senescencia inducida permite trabajar en un sistema relativamente homogéneo y reproducible. Consiste en separar las hojas de la planta, tratarlas con un precursor de la hormona etileno, denominado etefón, y almacenarlas en oscuridad. De esta manera, la senescencia es inducida por el corte y la oscuridad, y sincronizada a nivel tisular por el tratamiento hormonal.

La ?-oxidación es un proceso metabólico esencial en las células eucarióticas. Tradicionalmente, esta ruta catabólica ha sido considerada en plantas como la vía principal de degradación de ácidos grasos en las células. Sin embargo, en los últimos años, la ?-oxidación de plantas está siendo objeto de un gran interés científico por su implicación en funciones relacionadas con el desarrollo y la defensa. En este contexto, aunque en estudios bioquímicos previos se había propuesto la participación de reacciones de -oxidación en la biosíntesis de ácido salicílico (SA) y ácido jasmónico (JA), moléculas señalizadoras clave en las respuestas de defensa de plantas frente a patógenos y herida, no se había descrito la implicación de ningún enzima de ?-oxidación hasta la realización de este trabajo. De todos los pasos enzimáticos implicados en esta ruta, la familia de las 3-cetoacil-CoA tiolasas (KAT) son las enzimas y genes menos estudiados. Este trabajo se ha centrado en la caracterización molecular y funcional de los distintos genes que codifican proteínas KAT de Arabidopsis, principalmente del gen KAT2 que codifica la proteína con la función KAT mayoritaria en ?-oxidación en Arabidopsis. Para determinar las posibles funciones del gen KAT2 en procesos relacionados con el desarrollo y con la defensa de las plantas, se generaron plantas transgénicas con pérdida o ganancia de función del gen y otras donde la secuencia promotora de KAT2 se fusionó a genes delatores, las cuales permitieron caracterizar en mayor profundidad el patrón de expresión de este gen en Arabidopsis. Los análisis de expresión realizados demostraron que la herida activa transcripcionalmente genes de -oxidación con un patrón de inducción específico. Concretamente, el gen KAT2 aumentó su expresión a través de una vía de señalización independiente de la señalización mediada por JA y posiblemente dependiente de ácido abcísico. Además, plantas transgénicas con una expresión reducida del gen KAT2 mostrar / Castillo López Del Toro, MC. (2008). Función del gen 3-cetoacil-CoA tiolasa 2 (KAT2) en defensa y desarrollo. Participación de los peroxisomas en las respuestas a herida en Arabidopsis thaliana [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3783

El objetivo general de esta tesis fue estudiar si la demora en la senescencia foliar (carácter stay-green, SG) en híbridos de maíz confiere tolerancia del rendimiento al estrés abiótico. Se realizaron ensayos a campo utilizando híbridos contrastantes en la senescencia foliar. Se registró la evolución de la senescencia, la producción neta de fotoasimilados, el rendimiento y sus componentes. Bajo sequía en post-floración, los genotipos SG presentaron mayor producción de fotoasimilados y esto se relacionó con mayor conductancia estomática y con la retención de área foliar verde (AFV). Esta ventaja se tradujo en mayor rendimiento (a través de un mayor peso de grano, PG) en dos ensayos; en el tercer ensayo los genotipos SG presentaron menor partición a espiga por lo que el rendimiento no se diferenció del grupo de híbridos no stay-green (NSG). En condiciones de deficiencias de N, los genotipos SG presentaron mayor producción de fotoasimilados en post-floración mientras las temperaturas mínimas se mantuvieron por encima de 10°C, pero pérdidas netas de materia seca por debajo de este umbral que no se observaron en los genotipos NSG o con mayor nivel de fertilización. El carácter SG no se relacionó con el rendimiento o con el PG a bajo nivel de N (18 kg de N ha-1) pero sí al aumentar la dosis de fertilización (100 y 200 kg de N ha-1). En condiciones de estrés por alta densidad poblacional, se compararon dos genotipos. El genotipo SG presentó menor producción de asimilados, y menor inducción de la senescencia de las hojas basales por sombreo. El genotipo SG demoró la senescencia aún cuando la absorción de N en post-floración fue menor que en el genotipo NSG. El PG se relacionó con la concentración de N en granos, y ambos fueron menores en el genotipo SG, resultando en menor rendimiento. En un tercer ensayo, se incorporaron dos genotipos adicionales. En uno de ellos, el carácter SG se mantuvo sólo en las hojas superiores; éste genotipo SG presentó mayor PG y rendimiento en comparación con los otros tres. Finalmente, se analizó la degradación de proteínas foliares durante el llenado. La degradación de proteínas se relacionó positivamente con el PG en condiciones de deficiencias de N pero inversamente cuando las plantas se fertilizaron con 200 kg N ha-1. Uno de los genotipos SG mostró muy escasa degradación de proteínas mientras que en otro SG la degradación aumentó en respuesta a las deficiencias de N. En conclusión, la contribución del carácter SG a la estabilidad del rendimiento depende de la capacidad que presenten los genotipos SG para ajustar la expresión del carácter en función del ambiente (por ejemplo, induciendo la senescencia en respuesta al sombreo, o por deficiencias de N edáfico).