Rastreo de compuestos químicos promotores del desarrollo y la germinación de polen de colza en condiciones de estrés térmico

Abstract

[ES] Las elevadas temperaturas provocadas por el calentamiento global tienen un impacto negativo en la reproducción sexual de las plantas, y por tanto en la productividad de los cultivos. La reproducción sexual en plantas engloba diferentes procesos como la gametogénesis, la doble fecundación y el desarrollo cigótico y embrionario. Concretamente, la formación del polen, así como su germinación, paso previo necesario para la doble fecundación de las células gaméticas femeninas, está alterada por elevadas temperaturas debido en parte a la incapacidad de estas células de activar una respuesta al golpe de calor o respuesta heat shock. La respuesta al calor, sin embargo, puede estar amortiguada por compuestos químicos de diferente naturaleza. En particular, los flavonoles se han descrito como moduladores positivos para la producción de polen viable y funcional, tanto en condiciones normales como en condiciones de estrés térmico. En este trabajo se pretende 1) poner a punto un sistema para el rastreo de compuestos químicos que amortigüen el efecto del estrés térmico sobre la germinación in vitro de polen de colza (Brassica napus DH4079), 2) encontrar compuestos candidatos contenidos en quimiotecas comerciales que favorezcan la germinación de polen de colza aislado de flores sometidas a estrés térmico, y 3) probar los compuestos candidatos en el proceso de gametogénesis in vitro sometidos a estrés térmico. Este trabajo supone un paso inicial para la identificación de dianas genéticas implicadas en la respuesta del polen al estrés por calor para la mejora genética de los cultivos.

[EN] High temperatures caused by global warming have a negative impact on the sexual reproduction of plants, thus on crop productivity. Sexual reproduction in plants encompasses different processes such as gametogenesis, double fertilization, and zygotic and embryonic development. Specifically, pollen formation, as well as its germination, a necessary step for the double fertilization of female gametic cells, is altered by elevated temperatures, due in part to the inability of these cells to activate a heat shock response. Heat response, however, may be buffered by compounds of different natures. In particular, flavonols have been described as positive modulators for the production of viable and functional pollen, both under normal conditions and under thermal stress conditions. This work aims to 1) develop a system for screening chemical compounds that buffer the effect of thermal stress on the in vitro germination of rapeseed pollen (Brassica napus DH4079), 2) identify candidate compounds contained in commercial chemical libraries that promote the germination of rapeseed pollen isolated from flowers subjected to heat stress, and 3) test candidate compounds in the in vitro gametogenesis process under heat stress. This work represents an initial step towards identifying genetic targets involved in pollen response to heat stress for crop genetic breeding.