Identificació i caracterització funcional dels complexes proteics dels receptors BRL1 i BRL3 en el teixit vascular d’Arabidopsis Thaliana

Els esteroids juguen papers clau en el creixement I el desenvolupament d’eucariotes multicel•lulars. En plantes, aquestes hormones, anomenades Brassinosteroides (BRs), estan involucrades en una gran varietat de processos biològics essencials per a les plantes. S’han descrit anteriorment dos receptors de BRs del tipus Leucine Rich Repeat Receptor Like Kinase LRR-RLK, BRASSINOSTEROID RECEPTOR LIKE 1 i 3 (BRL1 i BRL3 respectivalemt) que són homòlegs al receptor principal BRI1 i són necessaris pel desenvolupament vascular. Tot i que els principals components de la senyal ja han estat identificats pel seu homòleg més pròxim, el receptor BRI1, els complexes de BRL1 i BRL3 juntament amb els candidats co-receptors així com els components de la ruta de senyalització encara no han sigut identificats. Per tal d’entendre millor la funció molecular d’aquests receptors de BRs en la planta aquesta tesis doctoral planteja dues aproximacions: com a primera aproximació, vaig realitzar un estudi fenotípic del desenvolupament del teixit vascular a la planta model Arabidopsis thaliana (Arabidopsis). Disposant d'una amplia bateria de mutants de síntesis de la hormona i senyalització del receptor BRI1, vam analitzar quantitativament el seu patró vascular a la tija d'Arabidopsis. Vam establir els paràmetres en les plantes silvestres [Col-0 wild type, (WT)] i els vam analitzar a tots i cadascun dels mutants. Això conjuntament amb una col•laboració amb la Dr. Marta Ibañes, física de la Universitat de Barcelona que va construir un model matemàtic per simular la formació del patró vascular ens va permetre el•laborar una hipòtesis que vam demostrar experimentalment i va ser publicada a la revista PNAS. Posteriorment vam observar que les plantes knock-out d'aquests dos receptors BRL1 y BRL3 a diferència de BRI1, no tenien cap fenotip obvi en el teixit vascular de la planta adulta. Així, a continuació, per entendre quina necessitat té la planta de disposar de tres receptors tant altament homòlegs que poden percebre la mateixa hormona, vam utilitzar una aproximació bioquímica en col•laboració amb el Prof. de Vries de la Universitat de Wageningen (Holanda) per tal de purificar els complexes dels receptors in vivo i els seus interactors. Això ens ha permès entendre millor el paper funcional d'aquests receptors en la planta. Els resultats d’aquests experiments estan resumits en un article en preparació que aviat estarà en revisió.

Review. Characterization and selection of hexaploid wheats containing resistance to Heterodera avenae or Mayetiola destructor introgressed from Aegilops

Cereal cyst nematode (CCN, Heterodera avenae) and Hessian fly (HF, Mayetiola destructor) are two major pests affecting wheat crops worldwide including important cereal areas of Spain. Aegilops ventricosa and Ae. triuncialis were used as donors in a strategy to introduce resistance genes (RG) for these pests in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.). Two 42 chromosomes introgression lines have been derived from Ae. ventricosa: H-93-8 and H-93-33 carrying genes Cre2 and H27 conferring resistance to CCN and HF, respectively. Line TR-3531 with 42 chromosomes has been derived from Ae. triuncialis and carries RGs conferring resistance for CCN (Cre7) and for HF (H30). Alien material has been incorporated in lines H-93 by chromosomal substitution and recombination, while in line TR-3531 homoeologous recombination affecting small DNA fragments has played a major role. It has been demonstrated that Cre2, Cre7, H27 and H30 are major single dominant genes and not allelic of other previously described RGs. Biochemical and molecular-biology studies of the defense mechanism triggered by Cre2 and Cre7 have revealed specific induction of peroxidase and other antioxidant enzymes. In parallel to these basic studies advanced lines carrying resistance genes for CNN and/or HF have been developed. Selection was done using molecular markers for eventually «pyramiding» resistance genes. Several isozyme and RAPD markers have been described and, currently, new markers based on transposable elements and NBS-LRR sequences are being developed. At present, two advanced lines have already been included at the Spanish Catalogue of Commercial Plant Varieties.