RESUMEN

La latencia es uno de los mecanismos adaptativos más importantes desarrollados por las plantas perennes para sobrevivir a las bajas temperaturas estacionales en climas templados. El estudio de los genes regulados durante la salida de la latencia es crucial para entender este proceso y poder  obtener nuevas variedades con una adecuada adaptación climática a la zona de cultivo. Esto es particularmente relevante en el área mediterranea, donde el peso económico del cultivo de frutales con bajos y medios requerimentos de frío se esta incrementando notablemente. En esta tesis se han estudiado aspectos moleculares y fisiológicos que rodean al mantenimiento y salida de latencia en melocotonero. Para ello, se ha  utilizado la técnica de hibridación substractiva supresiva, que  ha permitido identificar genes expresados en yemas latentes y no latentes en dos variedades con diferentes requerimientos en horas frío, ‘Zincal 5’ y ‘Springlady’. Posteriormente, se ha validado su expresión diferencial mediante una micromatriz de cDNA que contenía transcritos enriquecidos en yema floral. Además, mediante hibridación de la micromatriz anterior con muestras de RNA procedentes de 10 cultivares que diferían en su comportamiento respecto a la latencia, se han identificado genes cuya expresión correlacionaba con el estado de latencia del material ensayado.
Dentro de los genes más relevantes identificados en estos dos trabajos se encuentran los genes DORMANCY ASSOCIATED MADS-box (DAM) DAM4, DAM5 and DAM6, previamente descritos de forma independiente por otros autores que trabajan en melocotonero y otras especies leñosas. Su papel en la latencia se ha confirmado por medio de pruebas funcionales como el análisis del mutante no latente evg, el mapeo de QTL, y mediante el uso de plantas transgénicas.
En un  segundo trabajo se ha estudiado el mecanismo molecular de la represión de DAM6 durante la salida de latencia en yema floral. El análisis de inmunoprecipitación de cromatina en la zona del promotor y gen estructural de DAM6 reveló modificaciones similares a las observadas en la vernalización de Arabidopsis y cereales. Los resultados han demostrado que DAM6 se transcribe en yema latente recolectada en octubre, cuando una pequeña región de cromatina alrededor del ATG se encuentra trimetilada en la lisina 4 (K4) de la histona H3 y acetilada en la cola N-terminal de H3. En paralelo a la represión de DAM6, H3K4 se demetila y H3 se deacetila. Posteriormente, H3K27 se encuentra trimetilada a lo largo de una región genómica mayor de 4kb, que incluye promotor, secuencia codificante e intrón.
Debido a su relevancia en la regulación de la latencia, los genes DAM podrían ser utilizados como marcadores de expresión para evaluar el estado de latencia de una planta individual, y para evaluar los requerimentos en frío de nuevas variedades. De hecho en este trabajo se ha demostrado que la expresión de DAM5, junto con otros transcritos (BD396, DB247, SB280 y PpB63), se correlaciona con las estimaciones de requerimentos de frío en cinco cultivares diferentes (‘Big Top’, ‘Catherina’, ‘Fergold’, ‘Maruja’ y ‘Springlady’), medidos mediante los modelos Utah y Dynamic.
Algunos de los genes identificados en los experimentos de transcriptómica con yema floral, como DAM1, DAM5 y DAM6, son regulados durante la estratificación en frío de las semillas de melocotonero, sugiriendo la existencia de rutas de regulación comunes en los procesos de latencia de semilla y yema. Estas similitudes entre la latencia de yema y semilla podrían justificar el empleo de la semilla para la estimación de los requerimentos de frío de diferentes genotipos, reduciendo considerablemente el tiempo necesario para la evaluación del material vegetal en los programas de mejora.
Un numero significativo de genes identificados en este trabajo muestran homología a genes relacionados con el ABA y estrés hídrico en otras especies. El ABA, es considerado uno de los principales inductores de la latencia en la yema, sin embargo pocos datos moleculares apoyan esta idea. Nuestros datos contribuyen a resaltar el importante papel del ABA en el proceso de latencia y también a desentrañar los elementos de la respuesta reguladora del ABA y el estrés hídrico en melocotonero. Entre ellos se encuentran una proteína similar a ABA-INSENSITIVE5 (ABI5) BINDING PROTEIN (AFP), una proteína de regulación de la respuesta al estrés hídrico similar a DREB2C,y una anexina.