Estudios funcionales de los factores de transcripción de girasol de tipo HD-Zip en el desarrollo vegetal y la adaptación al medio ambiente

Abstract

Las proteínas HD-Zip conforman una familia de factores de transcripción que, en vegetales, actúan como reguladoras del desarrollo en respuesta a factores ambientales . En esta Tesis, se presentan los resultados obtenidos de la caracterización funcional de dos factores de transcripción de girasol de esta familia: HAHB1 y HAHB10, para lo cual se analizaron los patrones de expresión en girasol, y se obtuvieron plantas transgénicas de Arabidopsis thaliana que expresan estos genes constitutivamente.Los resultados mostraron que HAHB1 se expresa en tallos y en láminas de hojas. La misma aumenta en presencia de hormonas, en condiciones etioladas, o por estrés salino. Las plantas transgénicas que expresan el gen HAHB1 son más pequeñas y el ciclo de vida es más corto que las salvajes. Además son más sensibles al estrés salino. El gen HAHB10 se expresa principalmente en hojas y en plántulas etioladas. Las plantas que expresan el gen HAHB10 tienen las raíces más cortas, cotiledones más oscuros y menos expandidos, hojas planas, más pequeñas y de color verde más oscuro. Presentan una reducción del ciclo de vida, menor sensibilidad al tratamiento con giberelinas y mayor tolerancia a tratamientos con el herbicida metil viológeno. Los resultados obtenidos nos permiten proponer al gen HAHB1 como regulador negativo del desarrollo y de la respuesta al estrés salino y sugieren que el gen HAHB10 participa en la/s cascada/s de señalización que controla/n las respuestas de las plantas a la cantidad y calidad de la luz, así como en las vías de señalización por giberelinas.

Homeodomain-leucine zipper are regulated by external factors and they were are involved in developmental responses to environmental conditions. Here, we report expression and functional studies performed in order to characterize two members of the sunflower HD-ZIP family: HAHB1 and HAHB10. HAHB1 is mainly expressed in stems and leaves and it is regulated by hormones or NaCl. The highest transcript levels were observed when seedlings were grown in etiolated conditions. Transgenic Arabidopsis thaliana plants ectopically expressing HAHB1 were smaller and flowering occurs later. Transgenic seeds and seedlings were more sensitive to salt stress: when they are grown in the presence of NaCl in Petri dishes their germination rate and the percentage of survivors is reduced compared with the wild-type. Northern blot assays show that HAHB10 is expressed in mature leaves and in etiolated seedlings. Transgenic Arabidopsis thaliana plants ectopically expressing HAHB10 show darker cotyledons and planar leaves, and a reduction in the life cycle. After gibberellin treatment, the relative difference in life cycle duration was considerably reduced. Additionally, the ectopic expression of HAHB10 confers a significant tolerance to a treatment with the herbicide methyl viologen. We propose that HAHB1 is a negative regulator of plant development and in response to salt stress and HAHB10 functions in the signalling cascade(s) that control(s) plant responses to light quality and quantity, and may also be involved in gibberellin transduction pathways.