Control genético del tamaño floral en Antirrhinum majus

Resumen

El objetivo principal del presente trabajo de tesis es entender los mecanismos genéticos del tamaño floral en Antirrhinum majus. Para ello se ha llevado a cabo un estudio genético de mutantes de A. majus que afectan al tamaño floral. En primer lugar se evaluó la estabilidad de los parámetros en estudio frente a condiciones de hacinamiento y reducción artificial del área foliar en plantas silvestre (165E). Estos resultados demostraron que los órganos laterales del cuerpo tienden a reducir la masa total frente al hacinamiento. Las hojas disminuyen de forma preferencial en tamaño, manteniendo el número. De forma opuesta, se reduce la producción de flores mientras el tamaño floral permanece prácticamente imperturbable. Estos resultados indican que el tamaño floral es un carácter estable frente a las condiciones de hacinamiento y a la reducción del área foliar. Se seleccionaron mutantes de A. majus en genes que afectan el tamaño y las proporciones florales: COMPACTA (CO), GRANDIFLORA (GRAF) Y FORMOSA (FO). En primer lugar se realizaron análisis de segregación en poblaciones F2 y se observó que los mutantes co y fo son alelos recesivos mientras el mutante Graf es un alelo dominante. El mutante co presenta reducción en el tamaño de todos los órganos de las plantas incluyendo hojas y flores. Afecta de forma específica los sépalos, pétalos y gineceos reduciendo su tamaño y provocando variaciones en la expansión y/o la división celular dependiendo de los diferentes órganos o verticilos de la flor. Graf, que presente un efecto prácticamente exclusivo en el tamaño de la flor, parece provocar cambios opuestos a co incrementando el tamaño de todos los órganos florales. Provoca un aumento en la expansión celular de la superficie de los pétalos y en la división en los órganos sexuales. El análisis de los dobles mutantes Graf co sugiere una posible participación de ambos genes en una misma ruta de control del tamaño de los pétalos. Los dobles mutantes entre co y un gen de identidad de clase B (que también reduce el tamaño de los órganos florales) muestran sinergismo entre ambos genes en cuanto al tamaño de los órganos florales y a la identidad del pétalo. Estos resultados sugieren que ambos genes participan en rutas paralelas en el control del tamaño de los órganos de la flor e identidad del segundo verticilo. El mutante fo, afecta exclusivamente el tamaño de la flor con órganos florales más grandes en los tres verticilos externos. Produce un incremento en el número de células en todos los órganos provocando un aumento de los niveles de expresión de AmAINTEGUMENTA en los meristemos florales así como un aumento de la expresión de genes relacionados con la actividad del ciclo celular en pétalos. También reduce la expansión celular de pétalos y gineceos causando una mayor expresión del gen AmBigPetal. El análisis de los dobles mutantes con un gen de identidad de clase C muestra que la acción diferencial de fo en cuanto al aumento en el tamaño de los órganos no parece ser específica de la identidad de los órganos. En el doble mutante también se observa sinergismo en cuanto al aumento del tamaño producido por fo lo que sugiere una posible participación de ambos genes en control del tamaño de los pétalos por vías redundantes. La presencia de mutantes pleiotrópicos afectando el tamaño de todos los órganos laterales de las plantas y de genes con efectos específicos en el tamaño floral indican que existen al menos dos grupos de genes que controlan el tamaño floral, uno que controla tanto el crecimiento vegetativo como reproductivo y otro específico de la flor.