Comparative genetic analysis of gigantea, a gene involved in the control of circadian rhythm in solanaceae"

Resumen

Resumen de la tesis: Las Solanáceas son una familia de plantas que van desde hierbas anuales hasta arbustos y árboles perennes. Incluyen muchas especies ornamentales apreciadas en todo el mundo, como el género Petunia, Browallia y Lycianthes, así como géneros de considerable impacto económico en el mercado mundial. Entre estos se encuentran la patata (S. tuberosum) tomate, (S .lycopersicum) y berenjena (S. melongena), tabaco (Nicotiana tabaccum) o pimiento (C. annuum) que incluye las variedades chili y pimiento dulce, dos de las más comercializadas en el mundo. El objetivo de esta tesis fue llevar a cabo un análisis genético comparativo del gen GIGANTEA (GI), para profundizar en el conocimiento de su expresión y regulación génica, así como el papel que desempeña en el control del desarrollo y ritmo circadiano en las Solanáceas. Para lograr los objetivos que nos propusimos analizamos en el sistema modelo Petunia x hybrida los dos parálogos préviamente identificados PhGI1 y PhGI2, a través de dos técnicas distintas: primero creando líneas de perdida de función, por cada uno de los dos parálogos, mediante técnica de ARN de interferencia y posteriormente mutantes knock-out mediante la técnica CRISPR/Cas9, para confirmar los resultados obtenidos. Se realizaron análisis de fenotipado de los caracteres vegetativos y reproductivos, genotipado y análisis de los componentes volátiles utilizando el método SPME desde el espacio de cabeza, seguido de GC/MS. Dentro de los estudios realizados hemos podido observar cómo los parálogos comparten funciones comunes. Ambos tienen efectos menores en el ritmo y la expresión de los genes del reloj. Esto es debido a que la función de GI ocurre a través de las interacciones proteína-proteína. PhGI1 y PhGI2 actúan como reguladores negativos del crecimiento vegetativo, controlando el tamaño y el contenido relativo de clorofila de las hojas, así como la longitud de entrenudos. Con respecto a los caracteres generativos, hemos identificado una nueva función aún no descrita hasta ahora. Líneas silenciadas para cada uno de los paralogos, presentaron flores abortadas caracterizadas por la senescencia temprana de los tejidos. Además, el número total y el tamaño de las flores fue menor en comparación con el fenotipo silvestre. Al mismo tiempo se observó como la cantidad y el perfil de los compuestos volátiles emitidos resultó afectado en las líneas silenciadas. La cantidad total de aromas emitidos durante 24 horas resultó inferior en comparación con el fenotipo silvestre y el perfil de aromas emitidos durante el día resultó alterado. Los resultados de está Tesis confirman que PhGI1 y PhGI2 están involucrados en el desarrollo floral. Observamos también diferentes fenotipos entre las líneas silenciadas para cada uno de los parálogos, particularmente en el control del tiempo de floración. Aunque el silenciamiento de PhGI1 no mostró ninguna diferencia en comparación con el fenotipo silvestre, plantas silenciadas en PhGI2 mostraron un retraso de entre dos/tres semanas más tarde en la floración, confirmándose como gen cuya pérdida de función provoca floración tardía, ya descrito en Arabidopsis thaliana. Estos datos confirmaron la hipótesis previa de que algunos genes duplicados podrían haber sufrido subfuncionalización o neofuncionalización. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/