PERCEPCIÓN Y SEÑALIZACIÓN DE LAS GIBERELINAS DURANTE LA FRUCTIFICACIÓN EN ARABIDOPSIS THALIANA

Abstract

[EN] The hormones Gibberellins (GAs) are growing regulators that control fruit set and fruit growth. GAs are perceived by its nuclear receptors GID1 (GA INSENSITIVE DWARF1) (GID1A, GID1B y GID1C), which then trigger degradation of downstream repressors DELLA which are negative regulators of GA response. Our general goal is to know the molecular mechanisms by which GA-mediated fruit set. To understand which of the three GA receptor genes and four DELLA proteins are involved during fruit initiation in Arabidopsis, we have examined their temporal and spatial localization and expression, respectively and identify tissue-specific interactions between GID1 and DELLA. Our data suggest that GID1A can interact with RGA and GAI in all tissues, whereas GID1C-RGL1 and GID1B-RGL2 interactions only occur in valves and ovules, respectively. Functional study of gid1 mutant combinations confirms that GID1A plays a major role during fruit-set and growth, whereas GID1B and GID1C have specific roles in seed development and pod elongation, respectively. Therefore, in ovules, GA perception is mediated by GID1A and GID1B, while GID1A and GID1C are involved in GA perception in valves. On the other hand, to identify which are the genes that may participate in fruit set mediated by GAs, we have used transcriptomic analysis to detect genes regulated in the 4xdella mutant, fruits induced by GAs and pollinated fruits. As many as 10,000 genes appear to be differentially regulated, which suggest the complexity of this process. Among the differential genes, many of them encode for transcription factors that may regulated the GA response in fruit and some of them were tested as early targets of DELLA. The implication in the GA pathway of early target genes, RBE and PIL2, was studied by mutant phenotype analysis and in vitro assays for protein-protein interaction.

[ES] Las giberelinas (GAs) son reguladores del crecimiento que controlan la formación y desarrollo del fruto. Las GAs son percibidas por los receptores nucleares GID1 (GA INSENSITIVE DWARF1) (GID1A, GID1B y GID1C), mediando así la degradación de las proteínas DELLA que actúan como reguladores negativos de la respuesta a GAs. Nuestro objetivo es conocer cuáles son los mecanismos moleculares por los cuales las GAs median la formación y desarrollo del fruto. Para comprender qué receptores GID1 y qué proteínas DELLA (GAI, RGA, RGL1 y RGL2) participan en la formación del fruto hemos analizado su expresión espacial y temporal, identificando las posibles interacciones específicas de tejido entre los GID1 y DELLA. GID1A puede interactuar con RGA y GAI en todos los tejidos del pistilo, mientras que las interacciones entre GID1C-RGL1 y GID1B-RGL2 solamente ocurren en valvas y óvulos, respectivamente. El análisis de alelos mutantes gid1 indica que GID1A tiene una función principal en el crecimiento del fruto, mientras que GID1B y GID1C tienen funciones específicas en desarrollo de la semilla y elongación de la vaina, respectivamente. Por tanto la percepción de GAs en óvulos es mediada por GID1A y GID1B, mientras que en la valva lo es por GID1A y GID1C. Por otro lado, para identificar cuáles son los genes regulados por GAs que participan en la formación del fruto, hemos realizado un análisis transcriptómico en el mutante 4xdella y en frutos partenocárpicos inducidos por GAs y polinizados, identificando más de 10,000 genes diferenciales, lo que sugiere la complejidad del proceso. De éstos se han reconocido varios factores transcripcionales que potencialmente pueden mediar la respuesta a GAs en el fruto, y hemos determinado cuáles de ellos son dianas directas de DELLA. Hemos analizado con más detalle la función de dos de ellos, RBE y PIL2, mediante el análisis de los fenotipos mutantes e interacciones in vitro proteína-proteína.

[CA] Les gibberel·lines (GAs) són reguladors del creixement que controlen la formació i desenvolupament del fruit. Les GAs són percebudes pels receptors nuclears GID1 (GA INSENSITIVE DWARF1) (GID1A, GID1B y GID1C), intervenint així la degradació de les proteïnes DELLA que actuen com reguladors negatius de la resposta a GAs. El nostre objectiu és conéixer quins són els mecanismes moleculars pels quals les GAs mitjancen la formació i desenvolupament del fruit. Per a comprendre que receptors GID1 i que proteïnes DELLA participen en la formació del fruit hem analitzat la seua expressió espacial i temporal, identificant les possibles interaccions específiques de teixit entre els GID1s i DELLAs. GID1A pot interactuar amb RGA i GAI en tots els teixits, mentre que les interaccions entre GID1C-RGL1 i GID1B-RGL2 solament ocorren en valves i òvuls, respectivament. L'anàlisi d'al·lels mutants gid1 indica que GID1A té una funció principal en el creixement del fruit, mentre que GID1B i GID1C té funcions específiques en desenvolupament de la llavor i elongació de la beina, respectivament. Per tant la percepció de GAs en òvuls és mitjançada per GID1A i GID1B, mentre que en la valva ho és per GID1A i GID1C. Per altra banda, per a identificar quins són els gens regulats per GAs que participen en la formació del fruit, hem realitzat una anàlisi transcriptòmatic en el mutant 4xdella i en fruits induïts per GAs i pol·linitzats, identificant més de 10,000 gens diferencials, la qual cosa sugereix la complexitat del procés. D' aquests s'han identificat diversos factors transcripcionals que potencialment poden intervenir en la resposta a GAs en el fruit, i hem determinat quins d'ells són dianes directes de DELLAs. Hem analitzat amb més detall la funció de dos d'ells, RBE i PIL2, mitjançant l'anàlisi dels fenotips mutants i interaccions in vitro proteïna-proteïna.