Estudio de la respuesta a citoquininas y las divisiones celulares durante la parada global de la proliferación en Arabidopsis thaliana

Abstract

[ES] Muchas especies de plantas anuales y algunas perennes, entre ellas gran parte de los cultivos con importancia económica, pertenecen al grupo de las plantas monocárpicas. Éstas presentan una única fase reproductiva tras la cual entran en estado de senescencia y mueren. En plantas monocárpicas, después de la producción de cierto número de frutos, se detiene de manera coordinada la actividad de los meristemos reproductivos y, con ello, la producción de flores y frutos. Este proceso se denomina Parada Global de la Proliferación o Global Proliferative Arrest (GPA) y constituye una adaptación evolutiva para asegurar la redistribución de nutrientes hacia la producción de semillas. Además, desde un punto de vista agronómico, el proceso del GPA constituye una diana importante en programas de mejora ya que determina la duración de la fase reproductiva y, con ello, el rendimiento de los cultivos monocárpicos.

Estudios previos basados en análisis fisiológicos y genéticos muestran que la producción de frutos y semillas controla el momento en el que se produce el GPA. Sin embargo, la naturaleza molecular de las señales que actúan desde los frutos o semillas al meristemo reproductivo o inflorescente (MI) se desconoce completamente. Además de este control sistémico, hay evidencias de un control genético del GPA dependiente de la edad de la planta. En este sentido, se ha propuesto que el módulo formado por los factores de transcripción FRUITULL y APETALA2, implicados en procesos del desarrollo de frutos y flores, participa en la regulación del GPA dependiente de la edad, y que este módulo actúa en paralelo a los factores dependientes de las semillas. El presente Trabajo Fin de Máster (TFM) pretende aportar mayor información acerca de los mecanismos moleculares que regulan el GPA así como identificar marcadores morfológicos que ayuden a definir cuándo y cómo se produce este proceso. En particular, este TFM se ha centrado en el estudio de factores implicados en el mantenimiento de la actividad meristemática, como son la señalización de las citoquininas (CKs) y la actividad mitótica. La monitorización de un sensor de señalización de CKs (TCSn::GFP:ER) y de marcadores de la actividad mitótica (pCYCB1;2::D-box:GUS y pCYCB1;2::D-box:GFP) en MIs activos, en GPA así como en diferentes fondos genéticos y en MIs tras diferentes tratamientos, muestra una correlación entre la represión de la señalización de las CKs y el cese de la actividad mitótica y el inicio del GPA. Además, la reversión tanto de la señalización de las CKs (promotoras de la división celular) como de la actividad mitótica tras la reactivación de MIs parados sugiere que el GPA es un estado de quiescencia mitótica de los MIs.