Estudio de la Función de las Giberelinas en la Determinación del Número de Óvulos en Plantas

Abstract

La formación de óvulos y semillas es un proceso esencial para las plantas, ya que asegura su correcta reproducción, y para el ser humano, pues tiene una gran importancia económica al repercutir directamente en el rendimiento de muchos cultivos. La formación de óvulos se trata, además, de un proceso de desarrollo complejo en el que participan varias redes génicas y hormonales. Actualmente se conocen algunos de los genes clave implicados en el control de la iniciación y desarrollo de los óvulos en Arabidopsis thaliana. Entre los componentes genéticos más relevantes se encuentran AINTEGUMENTA (ANT) y CUP-SHAPE COTYLEDON1 y 2 (CUC1 y 2), así como algunos de los componentes de las vías de señalización de auxinas, brasinoesteroides y citoquininas. Curiosamente, a pesar de estar involucradas en multitud de procesos del desarrollo de las plantas, hasta ahora no ha habido evidencias que involucrasen a las giberelinas (GAs) y sus reguladores negativos de señalización, las proteínas DELLA, en el desarrollo de los óvulos. No obstante, recientemente se han aportado evidencias que apuntan a que estas hormonas no solo podrían estar involucradas en el desarrollo de los óvulos, sino también en la determinación de su número en Arabidopsis, posiblemente a través de CUC2. Este Trabajo Final de Máster tiene como objetivo general profundizar en el mecanismo molecular por el cual las GAs y las proteínas DELLA determinan la formación de los óvulos. Para ello se caracterizó la interacción genética entre las proteínas DELLA y CUC en la determinación del número de óvulos. Asimismo, también se realizaron estudios para identificar el posible cross-talk de las GAs con las auxinas y los brasinoesteroides en la iniciación de los óvulos. Finalmente, se proporcionan evidencias que apuntan a que las GAs, a través de las DELLA, podrían actuar como reguladores del número de óvulos no sólo en Arabidopsis, sino también en colza (Brassica napus), una planta de interés agronómico.

The ovule and seed formation are essential processes for plants since they ensure their correct reproduction; and for the human being, since they have a great economic importance as they directly affect many crops production. Ovule formation is also a complex development process that involves several gene and hormonal networks. Currently, some of the key genes involved in the control of the ovule initiation and development in Arabidopsis thaliana are known. The most relevant genetic components are AINTEGUMENTA (ANT) and CUP-SHAPE COTYLEDON1 and 2 (CUC1 and 2), as well as some of the auxins, brassinosteroids, and cytokinins signaling pathways components. Interestingly, despite being involved in many processes of plant development, until now there has been no evidence that involved the gibberellins (GAs) and their negative signaling regulators, the DELLA proteins, in the development of the ovules. However, it has been recently provided evidence that suggests that these hormones could not only be involved in the development of the ovules but also in the determination of their number in Arabidopsis, possibly through CUC2. This Master's Final Project aims to deepen the molecular mechanism by which GAs and DELLA proteins determine the ovule formation. To this end, the genetic interaction between the DELLA and CUC proteins in the determination of the ovule number was characterized. Likewise, studies were also carried out to identify the possible cross-talk of the GAs with auxins and brassinosteroids in the ovule initiation. Finally, it is provided evidence that the GAs, through the DELLA proteins, could act as regulators of ovule number not only in Arabidopsis but also in rapeseed (Brassica napus), a plant of agronomic interest.