Caracterización morfológica y molecular del proceso de adhesión celular en plantas

Abstract

La adhesión celular en las plantas se ha propuesto como un paso clave en la reproducción de Angiospermas mediando el contacto inicial polen-estigma involucrando proteínas que pertenecen a la superfamilia de proteínas con repeticiones de armadillo (ARM). En Arabidopsis thaliana las AtPUB-ARM desempeñan papeles como E3 ubiquitina ligasas. En esta tesis, utilizando herramientas bioinformáticas, se encontraron 113 polipéptidos pertenecientes a esta superfamilia de proteínas. Con el fin de caracterizar el mecanismo de adhesión celular y estudiar el posible rol biológico de las AtARMs, la naturaleza química de la interacción polen-estigma fue corroborada, por las técnicas microscópicas, como lipoproteica. Se determinaron AtARMs putativos filogenéticamente relacionados con BnARC1, una ubiquitina ligasa E3, y mediante técnicas de inmunodetección se caracterizaron las AtARMs con perfiles diferenciales en plantas sometidas a tratamiento hormonal y estrés salino. Los estudios de expresión génica demostraron que, del conjunto de transcriptos que codifican para AtPUB-ARM más asociados filogenéticamente con BnARC1, aumentan sus niveles de expresión bajo diferentes tratamientos. Sólo AtPUB16 mostró altos niveles de expresión génica con el agregado exógeno de GA en las plantas salvajes, donde por técnicas de inmunofluorescencia AtARMs fueron detectadas dentro de las papilas durante el contacto polen-estigma. En mutantes pub16 no se observó aumento en la expresión génicay por técnicas de inmunofluorescencia no se detectó AtARMs dentro de las papilas. Se determinó que AtPUB16 actuaría como una ubiquitina E3 ligase, clave en la promoción de contactos polen-estigma en flores de A. thaliana sometidas a tratamiento con GA, potenciando los mecanismos de autopolinización.

Cell adhesion in plants has been proposed as a key step in the reproduction of the Angiosperms by mediating the initial contact pollen-stigma and involve proteins belonging to the protein superfamily with armadillo repeats (ARM). In Arabidopsis thaliana AtPUB-ARMs play roles as E3 ubiquitin ligases. In this thesis, using bioinformatic tools, we found 113 polypeptides belonging to this superfamily of proteins in of A. thaliana. In order to characterize the cellular adhesion mechanism and to study the possible biological role of the AtARMs proteins, initially the lipoprotein chemical nature of the pollen stigma interaction was corroborated by the microscopic techniques. Putative AtARMs phylogenetically related with BnARC1, an E3 ubiquitin ligase, were determined and by immunodetection techniques AtARMs proteins with differential profiles were characterized when the plants were submitted to hormonal treatment and saline stress. Gene expression studies showed that, from the set of transcripts coding for the most phylogenetically related AtPUB-ARMs with BnARC1, increasing their levels of protein expression under different treatments. Only AtPUB16 showed high levels of gene expression with the exogenous aggregation of GA in WT plants where by immunofluorescence techniques AtARMs proteins were detected inside the stigma papillae during pollen-stigma contact. In pub16 mutants no increase in expression was observed, when compared to GA-treatment, and immunofluorescence techniques not detect the AtARMs proteins inside the papillae. It was determined that AtPUB16 would act as an ubiquitin E3 ligase, key in the promotion of pollen-stigma contacts in A. thaliana flowers undergoing treatment with GA, enhancing the self-pollinating mechanisms.