RESUM

       La B-oxidació es un procés metabòlic essencial en les cèl·lules eucariòtiques. Tradicionalment, aquesta ruta catabòlica ha estat considerada en plantes com la via principal de degradació d’àcids grassos en les cèl·lules. Tanmateix, als darrers anys, la B-oxidació de plantes està sent objecte d’un gran interés científic per la seua implicació en funcions relacionades amb el desenvolupament i la defensa. En aquest context, encara que en estudis bioquímics previs s’havia proposat la participació de reaccions de B-oxidació en la biosíntesis d’àcid salicílic (SA) i àcid jasmónic (JA), molècules senyalitzadores clau en les respostes defensives de les plantes front als patógens i ferida, no s’havia descrit la implicació de cap enzim de B-oxidació fins a la realització d’aquest treball. De tots els pasos enzimàtics implicats en aquesta ruta, la família de les 3-cetoacil-CoA tiolasas (KAT) son els énzims i gens menys estudiats. Aquest treball s’ha centrat en la caracterització molecular i funcional dels diferents gens que codifiquen proteïnes KAT en Arabidopsis, principalment del gen KAT2 que codifica la proteïna amb la funció KAT majoritària en B-oxidació en Arabidopsis. Per a determinar les possibles funcions del gen KAT2 en processos relacionats amb el desenvolupament i amb la defensa de les plantes, es van generar plantes transgèniques amb perdua o guany de funció del gen i altres on la seqüència promotora de KAT2 es va fusionar a gens reportadors, els quals permeteren caracteritzar amb major profunditat el patró d’expressió d’aquest gen en Arabidopsis. Els anàlisis d’expressió demostraren que la ferida activa transcripcionalment gens de B-oxidació amb un patró d’inducció específic. Concretament, el gen KAT2 va augmentar la seua expressió a través d’una via de senyalització independent de la senyalització intervinguda per JA i possiblement dependent d’àcid abscísic. A més, plantes transgèniques amb una expressió reduïda del gen KAT2 van mostrar en resposta a la ferida una disminució severa en l’acumulació de JA, indicant que KAT2 intervé en la biosíntesis de JA en resposta a ferida i possiblement en altres respostes de defensa depenents d’aquesta hormona. Aquest resultat constitueix la primera evidència de la implicació d’un enzim de B-oxidació en la biosíntesis de JA en plantes. Per contra, front a patógens biotrofos com Pseudomonas syringae o amb llum ultraviolat C, que la seua defensa depèn majoritàriament de la síntesis i senyalització de SA en la planta, l’anàlisi de gens marcadors va permetre comprobar que KAT2 no intervé en la síntesis d’aquesta hormona. Per tant, la ruta de biosíntesis de SA dependent de reaccions de B-oxidació, descrita previament en Solanaceae, no está activa en resposta a estrés en Arabidopsis. A més de les respostes a estrés, es va analitzar la funció del gen KAT2 en processos del desenvolupament com la germinació, l’establiment postgerminatiu i en processos de senescència. Aquestos anàlisis demostraren que KAT2 es necessari per al desenvolupament de la plàntula i que constitueix un factor regulador essencial per a la correcta activació del programa de senescència foliar, ja que plantes transgèniques amb una reducció de l’expressió del gen van mostrar problemes greus de desenvolupament postgerminatiu en absència de sacarosa i un retard en la senescència de fulles tant en condicions naturals com induïdes per foscor. A més, es va observar un alta expressió del gen al llarg del desenvolupament i maduració dels organs florals, que podria estar relacionada amb la seua funció en la biosíntesis de JA o d’altres hormones com auxines, que la seua síntesis també pot donar-se mitjançant reaccions de B-oxidació. Per últim, ja que la B-oxidació es localitza en peroxisomes i aquestos orgànuls s’han relacionat en nombroses ocasions amb respostes a estrés en plantes, es va analitzar el paper dels peroxisomes en resposta a la ferida, analitzant el nombre y grandària d’aquests y els posibles components de les vies de senyalització implicades en aquestos processos. La ferida no va produïr cap canvi en el nombre o la grandària d’aquests orgànuls, a diferéncia de la droga hipolipidémica clofibrat (CFB), proliferador de peroxisomes altament caracteritzat en animals. El JA actua com un regulador negatiu de la proliferació d’aquests orgànuls, ja que va produir una disminució del nombre de peroxisomes i va augmentar la grandària d’aquests. Per altra part, l’anàlisi de les vies de senyalització activades en resposta a CFB, desconegudes fins ara en plantes, va determinar que encara que són diferents, comparteixen elements comuns amb les vies activades en resposta a ferida com COI1, encara que es tracta de processos desacoblats que difereixen en la capacitat de promoure proliferació de peroxisomes. A més, l’activació transcripcional dels gens de B-oxidació o de ferida en resposta al tractament amb JA, CFB o en ferida, no està vinculada amb la integritat dels peroxisomes, com indiquen els resultats obtinguts en plantes transgèniques deficients en la funció del gen PEX14, que presenten peroxisomes amb alteracions morfològiques greus i amb defectes en el transport de proteïnes peroxisomals. Per últim, els anàlisis transcriptòmics van determinar que el CFB es percep principalment com un compost xenobiòtic en plantes, activant l’expressió de gens que codifiquen components típics de les respostes de detoxificació.