Integración de señales de sombra y sequía en Arabidopsis thaliana

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Las plantas vecinas modifican el ambiente lumínico generando señales que son percibidas mayormente por los sensores foto-sensibles fitocromo B (phyB) y criptocromo 1 (cry1). La reducción en la actividad de phyB y cry1 gatilla una serie de cambios morfológicos, conocidos como respuesta de escape al s...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Semmoloni, Mariana
Otros Autores: Casal, Jorge José
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2020
Materias:
SOMBRA
SEQUIA
PHYB
PIF
AUXINA
BIN2
PPK
ELONGACION DEL HIPOCOTILO
SHADE
DROUGHT
AUXIN
HYPOCOTYL GROWTH
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6863_Semmoloni
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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Integración de señales de sombra y sequía en Arabidopsis thaliana
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ELONGACION DEL HIPOCOTILO
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HYPOCOTYL GROWTH
description Las plantas vecinas modifican el ambiente lumínico generando señales que son percibidas mayormente por los sensores foto-sensibles fitocromo B (phyB) y criptocromo 1 (cry1). La reducción en la actividad de phyB y cry1 gatilla una serie de cambios morfológicos, conocidos como respuesta de escape al sombreado, que en plántulas incluye la inhibición de la expansión de los cotiledones y la elongación del hipocotilo. El crecimiento celular que media estas respuestas depende del incremento en la señalización de auxina, inducido por los factores de transcripción PHYTOCHROME INTERACTING FACTORs 3, 4 y 5 (PIFs). La presencia de plantas vecinas también modifica variables ambientales determinantes del estado hídrico de las plantas. La transpiración de las plantas es la principal causa de pérdida de contenido hídrico en estratos medios de los suelos. La arquitectura del canopeo condiciona el impacto del viento y modifica los valores de temperatura y humedad. A pesar de la interrelación entre señales de sombreado vegetal y disponibilidad de agua, se desconoce el grado de integración de estas señales en las respuestas de escape al sombreado. El objetivo de este trabajo fue investigar los efectos del déficit hídrico sobre la respuesta de crecimiento en el contexto de escape al sombreado y su señalización. Los resultados obtenidos indican que el déficit hídrico atenúa la respuesta de crecimiento en sombra mediante efectos específicos sobre ciertos componentes de su vía de señalización, aguas abajo de PHYB, y sobre componentes centrales del reloj biológico. En cotiledones, el déficit hídrico redujo la expresión de genes marcadores de respuesta a sombra, y de PIF3, PIF4 y PIF5. En los pecíolos de los cotiledones, el déficit hídrico inhibió la expresión de PIN3, implicado en el transporte polar de auxinas desde los cotiledones hacia el hipocotilo. En el hipocotilo el deficit hídrico limitó el incremento en los niveles de auxina en sombra y reprimió la expresión y abundancia de PIF4. Se encontraron evidencias favorables a un rol de BRASSINOSTEROID INSENTIVE 2 (BIN2) y de PLANT PROTEIN KINASE 1-4 (PPK1-4) en la regulación postranscripcional de PIF4 por déficit hídrico en células del hipocotilo. El análisis abordado en esta tesis aporta a la comprensión de los mecanismos de integración de señales que permiten un ajuste adecuado del crecimiento a condiciones ambientales complejas, como las que experimentan las plantas a campo.
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La presencia de plantas vecinas también modifica variables ambientales determinantes del estado hídrico de las plantas. La transpiración de las plantas es la principal causa de pérdida de contenido hídrico en estratos medios de los suelos. La arquitectura del canopeo condiciona el impacto del viento y modifica los valores de temperatura y humedad. A pesar de la interrelación entre señales de sombreado vegetal y disponibilidad de agua, se desconoce el grado de integración de estas señales en las respuestas de escape al sombreado. El objetivo de este trabajo fue investigar los efectos del déficit hídrico sobre la respuesta de crecimiento en el contexto de escape al sombreado y su señalización. Los resultados obtenidos indican que el déficit hídrico atenúa la respuesta de crecimiento en sombra mediante efectos específicos sobre ciertos componentes de su vía de señalización, aguas abajo de PHYB, y sobre componentes centrales del reloj biológico. En cotiledones, el déficit hídrico redujo la expresión de genes marcadores de respuesta a sombra, y de PIF3, PIF4 y PIF5. En los pecíolos de los cotiledones, el déficit hídrico inhibió la expresión de PIN3, implicado en el transporte polar de auxinas desde los cotiledones hacia el hipocotilo. En el hipocotilo el deficit hídrico limitó el incremento en los niveles de auxina en sombra y reprimió la expresión y abundancia de PIF4. Se encontraron evidencias favorables a un rol de BRASSINOSTEROID INSENTIVE 2 (BIN2) y de PLANT PROTEIN KINASE 1-4 (PPK1-4) en la regulación postranscripcional de PIF4 por déficit hídrico en células del hipocotilo. El análisis abordado en esta tesis aporta a la comprensión de los mecanismos de integración de señales que permiten un ajuste adecuado del crecimiento a condiciones ambientales complejas, como las que experimentan las plantas a campo. Neighboring vegetation modifies the light environment, producing shade signals mainly perceived by the photo-sensory receptors phytochrome B (phyB) and cryptochrome 1 (cry1). Such signals reduce phyB and cry1 activity, triggering morphological changes of the plant body, known as shade avoidance responses. In seedlings, these responses include the inhibition of cotyledon expansion and the promotion of hypocotyl elongation. The enhanced growth of the hypocotyl is mainly mediated by elevated signaling of the growth hormone auxin, induced by the transcription factors PHYTOCHROME INTERACTING FACTORs (PIFs) 3, 4 and 5. Neighboring vegetation also modifies environmental parameters that determine plant water balance. Plant transpiration is the main cause of water loss from soil top and middle layers. Canopy architecture limits wind impact and modifies temperature and humidity values. Despite inter-relationship between shade and water availability, the degree of integration of these cues on growth responses remains poorly understood. The aim of this work was to study water shortage effects on the growth response induced by neighboring plants. The results suggest that the limitation of water availability attenuates the growth response by directly and specifically affecting certain components of the shade avoidance signaling, downstream of PHYB. In the cotyledons, water deficit reduced the expression of shade marker genes and PIF4. In the petioles of the cotyledons, water deficit reduced PIN3 expression, probably limiting auxin polar transport. In hypocotyl cells, water deficit limited expression and protein accumulation of PIF4 in response to shade. BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 2 (BIN2) and PROTEIN KINASE 1-4 (PPK1-4) likely mediated postranscriptional effects on PIF4. The results provide insight into the molecular mechanism of signal integration that allows proper adjustment of growth responses to the complex environmental conditions that plants experience in the field. Fil: Semmoloni, Mariana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2020-09-10 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6863_Semmoloni

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