Título provisional de la tesis
Estudio de genes implicados en la morfogénesis del margen foliar
Resumen
Las hojas, el tallo y los meristemos axilares se generan en el meristemo apical del tallo de las plantas. Durante el desarrollo vegetativo de la planta, la diferenciación de las células del meristemo aplical del brote produce hojas, mientras que durante el desarrollo reproductivo el meristemo sufre una transición que da lugar a los meristemos inflorescentes y florales, que dan lugar a las inflorescencias y las flores, respectivamente (Ha et al., 2010; Nikolov et al., 2019).
En el laboratorio de J.L. Micol se estudian los procesos moleculares que regulan la morfogénesis y el desarrollo de la hoja. Anteriormente se pensaba que la auxina era la única fitohormona implicada en la morfogénesis foliar de Arabidopsis thaliana (en adelante, Arabidopsis). Sin embargo, los resultados preliminares obtenidos en el laboratorio de J.L. Micol sugieren que las citoquininas también juegan un papel en la formación del margen de las hojas simples (Navarro-Cartagena y Micol, 2023). Para corroborar esta hipótesis, nos hemos propuesto analizar la actividad de la auxina y las citoquininas durante el desarrollo del margen de los primordios foliares de Arabidopsis.
El gen VASCULATURE COMPLEXITY AND CONNECTIVITY (VCC) de Arabidopsis codifica una proteína con dominios transmembrana cuya insuficiencia de función produce hojas con lóbulos y senos ectópicos distribuidos de forma asimétrica a ambos lados del margen foliar (Wilson-Sánchez et al., 2018) y cotiledones con un patrón vascular alterado (Roschzttardtz et al., 2014). Se ha propuesto que VCC regula junto con PINOID (PID) la polaridad del transportador de auxina PIN-FORMED1 (PIN1; Yanagisawa et al., 2021). La penetrancia y la expresividad del fenotipo foliar de las plantas mutantes vcc difiere según el gelificante empleado durante la preparación de su medio de cultivo: cuando se usa agar para plantas la penetrancia es de un 55% y la expresividad es baja (Wilson-Sánchez et al., 2018) y cuando se usa Gelrite se consigue una penetrancia completa y una mayor expresividad (Navarro-Cartagena y Micol, sin publicar).
Adicionalmente, en el laboratorio de J.L. Micol se han obtenido mediante cruzamientos entre plantas vcc y otras líneas de Arabidopsis líneas mutantes vcc que muestran una penetrancia completa del fenotipo foliar cuando se cultivan en medio preparado con Plant Agar, y que no portan las mutaciones o transgenes originalmente anotados para las líneas de Arabidopsis por las que se cruzó vcc. Esto sugiere la presencia de un modificador de origen natural en estas líneas que interacciona de forma sinérgica con vcc, al que se ha denominado enhancer of deal (eodl) y, al gen que lo contiene, EODL. Los intentos previos para clonar posicionalmente a EODL han conseguido delimitar un intervalo candidato de 0,785 Mb y un total de 474 mutaciones candidatas en 96 genes en el cromosoma 3 de Arabidopsis. En esta Tesis nos proponemos finalizar la clonación posicional de EODL, así como contribuir a su caracterización molecular y al estudio de sus interacciones genéticas con VCC.
El gen VCC codifica una proteína con un dominio de función desconocida DUF1218 (de Domain of Unknown Function) que está conservado en las plantas (Roschzttardtz et al., 2014). En Arabidopsis existen 15 proteínas que contienen este dominio, tres de las cuales forman con VCC la familia DESIGUAL: DEAL2, DEAL3 y DEAL4 (Wilson-Sánchez et al., 2018). Los genes DEAL2 y DEAL3 son, al menos en parte, funcionalmente redundantes con VCC durante la morfogénesis de la hoja, ya que los triples mutantes vcc deal2 deal3 producen un mayor número de hojas asimétricas y lobuladas que los mutantes simples vcc (Wilson-Sánchez et al., 2018). La implicación de DEAL4 en la morfogénesis del margen foliar todavía no se ha estudiado. En esta Tesis nos hemos propuesto completar la caracterización de los genes DEAL2, DEAL3 y DEAL4 y su posible papel durante el desarrollo foliar mediante abordajes complementarios a los ya publicados.
Director/a: José Luis Micol Molina