Ensayos de la respuesta de plantas de tomate, cultivar MicroTom, a estrés salino

Abstract

[ES] Ante una situación de estrés, las plantas frenan el crecimiento y simultáneamente activan los mecanismos de defensa. Esta respuesta está coordinada por diferentes rutas de señalización hormonal entre las que destaca la establecida por las giberelinas (GAs), un grupo de hormonas vegetales que promueven el crecimiento cuando las condiciones ambientales son óptimas, y sus reguladores negativos, las proteínas DELLA. Por tanto, las GAs y los inhibidores de su biosíntesis son una herramienta biotecnológica de interés para mejorar determinados aspectos agronómicos; por ejemplo, la aplicación de GAs sincroniza la fructificación. Sin embargo, el uso de estos compuestos provoca otros efectos secundarios no deseados como hipersensibilidad frente a estrés biótico y abiótico. Este trabajo de final de máster (TFM) forma parte del proyecto Prometeo TECNODELLA cuyo objetivo es modificar la ruta de señalización GAs-DELLA para desacoplar en plantas de tomate (Solanum lycopersicum) el freno del crecimiento de la activación de respuestas defensivas. Es decir, buscamos plantas donde las GAs puedan seguir ejerciendo su papel positivo en procesos de interés biotecnológico sin penalizar la tolerancia de las mismas al estrés. El objetivo particular de este TFM ha sido optimizar ensayos de estrés por salinidad en líneas de tomate, cultivar MicroTom, en las que la ruta de señalización por GAs está activada constitutivamente. Estas líneas se han cultivado en condiciones óptimas de crecimiento (condiciones control) y bajo concentraciones crecientes de sal en el suelo. La respuesta de las mismas a estas condiciones se ha evaluado mediante una serie de abordajes complementarios: (1) caracterización fenotípica del desarrollo vegetativo y reproductivo en presencia y ausencia de sal, (2) cuantificación de los niveles de diferentes hormonas que regulan el crecimiento y la defensa y (3) análisis de la expresión de genes que protegen a la planta del estrés salino.

[EN] Upon stress, plants restrain growth and simultaneously activate defense mechanisms. This response is coordinated by different hormone signaling pathways, including the one established by gibberellins (GAs), a group of plant hormones that promote growth when environmental conditions are optimal, and their negative regulators, the DELLA proteins. Therefore, GAs and their biosynthesis inhibitors are biotechnological tools of interest to improve certain agronomic traits; for instance, GAs application synchronizes fruit set. However, the use of these compounds causes other undesired side effects such as hypersensitivity to biotic and abiotic stress. This master's final project (TFM) is part of the Prometeo tecnodella project, whose objective is to modify the GAs-DELLA signaling pathway to uncouple the growth brake from the activation of defensive responses in tomato plants (Solanum Lycopersicum). In other words, we are looking for plants where GAs can continue to exercise their positive role in processes of biotechnological interest without penalizing their tolerance to stress. The particular objective of this TFM has been to optimize salinity stress assays in tomato lines, cultivar MicroTom, with constitutively activated GA signaling. These lines have been cultivated under optimal growing conditions (control conditions) and under increasing concentrations of salt in soil. Their response to these conditions has been evaluated through a series of complementary approaches: (1) phenotypic characterization of vegetative and reproductive development in the presence and absence of salt, (2) quantification of the levels of different hormones that regulate growth and defense and (3) analysis of the expression of genes that protect the plant from salt stress.

[CA] Davant una situació d'estrés, les plantes frenen el creixement i simultàniament activen els mecanismes de defensa. Aquesta resposta està coordinada per diferents rutes de senyalització hormonal entre les quals destaca l'establida per les giberelines (GAs), un grup d'hormones vegetals que promouen el creixement quan les condicions ambientals són òptimes, i els seus reguladors negatius, les proteïnes DELLA. Per tant, les GAs i els inhibidors de la seua biosíntesi són una eina biotecnològica d'interés per a millorar determinats aspectes agronòmics; per exemple, l'aplicació de GAs sincronitza la fructificació. No obstant això, l'ús d'aquests compostos provoca altres efectes secundaris no desitjats com a hipersensibilitat enfront d'estrés biòtic i abiòtic. Aquest treball de final de màster (TFM) forma part del projecte Prometeu TECNODELLA l'objectiu del qual modificar la ruta de senyalització GAs-DELLA per a desacoblar en plantes de tomaca (Solanum lycopersicum) el fre del creixement de l'activació de respostes defensives. És a dir, busquem plantes on les GAs puguen continuar exercint el seu paper positiu en processos d'interés biotecnològic sense penalitzar la tolerància de les mateixes a l'estrés. L'objectiu particular d'aquest TFM ha sigut optimitzar assajos d'estrés per salinitat en línies de tomaca (Solanum lycopersicum), cultivar MicroTom, on s'ha modificat la senyalització per GAs. Aquestes línies s'han cultivat en condicions òptimes de creixement (condiciones control) i sota concentracions creixents de sal al sòl. La resposta de les mateixes a aquestes condicions s'ha avaluat mitjançant una sèrie d'abordatges complementaris: (1) caracterització fenotípica del desenvolupament vegetatiu i reproductiu en presència i absència de sal, (2) quantificació dels nivells de diferents hormones que regulen el creixement i la defensa i (3) anàlisi de l'expressió de gens que protegeixen la planta de l'estrés salí.