Caracterización de diferentes alelos de los genes SNZ, TOE3 y AP2 resistentes a la regulación por miR172 en la parada global de la proliferación (GPA) y la dehiscencia de los frutos en Arabidopsis thaliana

Abstract

[ES] La familia AP2 está compuesta por genes implicados en múltiples procesos, caracterizándose, normalmente, por ser reguladores negativos, ya que todos los genes de la familia poseen un dominio EAR terminal. Con este Trabajo de Fin de Master, queremos contribuir a la caracterización del papel de tres genes de esta familia como son APETALA2 (AP2), SCHNARCHZAPFEN (SNZ) y TARGET OF EAT3 (TOE3) en dos procesos de desarrollo que ocurren en las plantas con flor. El primero de ellos es la Parada Global de la Proliferación. Este fenómeno tiene lugar cuando todos los meristemos de la planta cesan su actividad, deteniéndose el crecimiento y desarrollo de la misma. Se ha revelado que AP2 y otros miembros de la familia AP2 juegan un papel clave en la regulación del GPA, promoviendo la actividad del meristemo apical del tallo (SAM). Es decir, retrasando el GPA. Además, en este contexto del SAM, los genes de la familia AP2 estarían regulados finamente tanto a nivel transcripcional, por la acción de FRUITFULL (FUL), como a nivel post-transcripcional, por la acción del microRNA172 (miR172). La acción conjunta de ambos mecanismos de regulación ocasiona que los niveles de AP2 sean bajos en el momento del GPA. Para determinar el papel de SNZ y TOE3 en el GPA, por tanto, hemos diseñado una estrategia biotecnológica consistente en la generación de alelos de estos genes resistentes a la degradación por el miR172 y hemos dirigido su expresión al SAM, con intención de manipular así el GPA. Finalmente, también hemos comprobado si una estrategia biotecnológica similar se puede utilizar para manipular el desarrollo del margen de valva, donde, de nuevo, la regulación por el miR172 juega un papel clave. Se ha demostrado que AP2 regula negativamente la actividad de los genes de identidad del margen de valva, siendo esencial para un correcto desarrollo del fruto. Con intención de disminuir la acumulación de lignina en el margen de valva, y retrasar así la dehiscencia, hemos dirigido la expresión de los diferentes alelos de TOE3, SNZ y AP2 resistentes a la degradación por el miR172 a este tejido, utilizando para ello las regiones promotoras de dos genes de identidad de este tejido: INDEHISCENT (IND) y SHATTERPROOF2 (SHP2).

[EN] The AP2 family is composed of genes involved in multiple processes, characterized, normally, by being negative regulators, since all the genes of the family possess a terminal EAR domain. With this End of Master Project, we want to contribute to the characterization of the role of three genes of this family such as APETALA2 (AP2), SCHNARCHZAPFEN (SNZ) and TARGET OF EAT3 (TOE3) in two development processes that occur in plants with flower. The first of these is the General Proliferative Arrest (GPA). This phenomenon occurs when all the meristems of the plant cease their activity, stopping the growth and development of this plants. It has been revealed that AP2 and other members of the AP2 family play a key role in the regulation of GPA, promoting the activity of shoot apical meristem (SAM). That is, delaying the GPA. Furthermore, in this context of the SAM, the genes of the AP2 family would be finely regulated both at the transcriptional level, by the action of FRUITFULL (FUL), and at the post-transcriptional level, by the action of the microRNA172 (miR172). The joint action of both regulatory mechanisms causes AP2 levels to be low at the time of the GPA. To determine the role of SNZ and TOE3 in GPA, therefore, we have designed a biotechnological strategy consisting in the generation of alleles of these genes resistant to degradation by miR172 and we have directed their expression to SAM, with the intention of manipulating GPA. Finally, we have also checked whether a similar biotechnological strategy can be used to manipulate the development of the valve margin, where, again, regulation by the miR172 plays a key role. It has been shown that AP2 negatively regulates the activity of the identity genes of the valve margin, being essential for a correct development of the fruit. With the intention of reducing the accumulation of lignin in the valve margin, and thus delay dehiscence, we have directed the expression of the different alleles of TOE3, SNZ and AP2 resistant to degradation by miR172 to this tissue, using the promoter regions of two identity genes of this tissue: INDEHISCENT (IND) and SHATTERPROOF2 (SHP2).