Caracterización de las interacciones entre SHORT VEGETATIVE PHASE y APETALLA 2/miR172 como reguladores del final de la floración

Abstract

[ES] Según Naciones Unidas, la población mundial ha estado aumentando de forma gradual hasta la actualidad y se espera que alcancemos los 9700 millones de personas en el 2050 (2100 millones más que en a actualidad). Hasta la fecha se ha asegurado la alimentación de esta población mediante el incremento de la producción agraria mundial, mejorando los rendimientos de nuestros cultivos, pero en gran medida también aumentando la superficie destinada a la agricultura y la ganadería. Lamentablemente, la superficie cultivable en el planeta es limitada, y las consecuencias del cambio climático (aumento de la temperatura, sequia, erosión, ¿) están ya provocando la perdida de miles de hectáreas cultivables. Ante este escenario, el desarrollo de plantas mas productivas y mejor adaptadas a las nuevas condiciones climáticas son una prioridad para la comunidad científica. La producción de flores/frutos/semillas de los cultivos utilizados depende en gran medida de la actividad de los meristemos inflorescentes que las plantas desarrollan durante la etapa reproductiva, y en consecuencia, del tiempo que dura esta actividad. Sorprendentemente, los factores que controlan la duración de la etapa reproductiva apenas se han estudiado. En plantas, el final de la etapa reproductiva esta controlado principalmente por dos mecanismos. El primero de ellos corresponde a una ruta génica dependiente de la edad que controla la actividad del meristemo inflorescente al final de la floración: La ruta FRUITFULL-APETALA2 (FUL-AP2). El otro mecanismo está controlado y depende del numero de semillas producido por la planta. Aunque este mecanismo se conoce desde hace mas de un siglo, las bases moleculares que lo gobiernan todavía son desconocidas. Se ha propuesto que el control del final de la floración ejercido por las semillas dependería, entre otros factores, de una señal móvil generada en las semillas que afectaría al funcionamiento del meristemo inflorescente y que una vez alcanzados unos niveles determinados desencadenaría el final de la floración suprimiendo la actividad meristemática.

Resultados preliminares de nuestro grupo sugieren un papel destacado del factor de transcripción SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP) en el control del final de la floración en Arabidopsis. Además se han descrito claras interacciones entre SVP y los componentes de la ruta FUL-AP2 durante otros procesos del desarrollo. De este modo, el TFM que proponemos consiste en la caracterización fenotípica y molecular para las diferentes combinaciones génicas de svp con los mutantes de la ruta FUL-AP2, así como su posible efecto en relación con las señales dependientes de la presencia de semillas. Estos análisis se combinarán con el estudio de sus patrones de expresión mediante hibridación in situ y análisis de marcadores moleculares (tinciones GUS, microscopia confocal).

[EN] According to the United Nations, the world's population has been gradually increasing until now and we are expected to reach 9.7 billion people by 2050 (2.1 billion more than today). To date, this population has been fed by increasing global agricultural production, improving crop yields, but also to a large extent by increasing the area used for crop and livestock farming. Unfortunately, the planet's arable land is limited, and the consequences of climate change (rising temperatures, drought, erosion, etc.) are already causing the loss of thousands of hectares of arable land. Faced with this scenario, the development of more productive plants better adapted to the new climatic conditions is a priority for the scientific community. Flower/fruit/seed production of the crops used depends to a large extent on the activity of the inflorescence meristems that plants develop during the reproductive stage, and consequently, on the time that this activity lasts. Surprisingly, the factors controlling the duration of the reproductive stage have hardly been studied. In plants, the end of the reproductive stage is mainly controlled by two mechanisms. The first is an age-dependent gene pathway that controls the activity of the inflorescence meristem at the end of flowering: The FRUITFULL-APETALA2 (FUL-AP2) pathway. The other mechanism is controlled by and depends on the number of seeds produced by the plant. Although this mechanism has been known for more than a century, the molecular basis governing it is still unknown. It has been proposed that the control of the end of flowering exerted by the seeds would depend, among other factors, on a mobile signal generated in the seeds that would affect the functioning of the inflorescence meristem and that, once certain levels are reached, would trigger the end of flowering by suppressing the meristematic activity. Preliminary results from our group suggest a prominent role of the transcription factor SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP) in the control of flowering end in Arabidopsis. In addition, clear interactions between SVP and components of the FUL-AP2 pathway during other developmental processes have been described. Thus, the proposed TFM consists of the phenotypic and molecular characterisation of different gene combinations of svp with FUL-AP2 pathway mutants, as well as their possible effect in relation to seed-dependent signals. These analyses will be combined with the study of their expression patterns by in situ hybridisation and molecular marker analysis (GUS staining, confocal microscopy).