Rol de la proteína BBX21 en plantas de Arabidopsis thaliana y papa (Solanum tuberosum) creciendo bajo diferentes condiciones de estrés

Las proteínas B-box (BBX) son factores de transcripción del tipo dedos de zinc que contienen uno o dos motivos del tipo B-box. El objetivo principal de esta tesis es elucidar el rol de las proteínas BBX21 en la regulación del crecimiento y desarrollo, tanto en el estadio de plántula como en plantas adultas, en respuesta a diferentes condiciones ambientales. El primer objetivo particular consisitió en evaluar los mecanismos de BBX21 que inhiben el crecimiento de los hipocótilos en plántulas de Arabidopis thaliana en ambientes sombreados. Se realizaron ensayos genéticos, fisiológicos, estudios de perfil hormonal y análisis de expresión génica. Los resultados obtenidos vinculan la actividad de BBX21 sobre la vía de la biosíntesis y la señalización de los BR. El segundo objetivo particular consistió en la caracterizacion morfológica, anatómica, bioquímica y fisiológica de plantas sobreexpresantes de BBX21 de A. thaliana y de Solanum tuberosum (papa) cultivadas en macetas con recursos ilimitados. Los resultados demuestran que las plantas que sobreexpresan BBX21 son más robustas y tienen tasas de fotosíntesis más elevadas aumentando 15 por ciento el rendimiento de los tubérculos. Además, las plantas sobreexpresantes producen más pigmentos fotoprotectores que reducen los efectos de fotoinhibición. El tercer objetivo particular fue analizar el comportamiento de las plantas sobreexpresantes de BBX21 de S. tuberosum cultivadas con riegos diferenciales. Los resultados indican que las plantas sobreexpresantes de BBX21 son más tolerantes a la sequía con tasas de fotosíntesis más elevadas en las primeras horas de la mañana. Las mejoras en las fotosíntesis estan principalmente asociadas a mecanismos no estomáticos debido al aumento de la difusión de CO2 en el mesófilo y al transporte de electrones de la fotosíntesis. Además, las plantas sobreexpresantes de papa muestran una menor sensibilidad al ABA que mantiene los estomas abiertos sin penalidades en la eficiencia en el uso del agua. El transcriptoma de papa bajo restricción hídrica moderada muestra que BBX21 regula un grupo significativo de genes asociados al crecimiento y al estrés como MYB73, TIP2.1, EGY1, DREB2A y SAP12 que están constitutivamente expresados independientemente del tratamiento de riego. En conjunto, los resultados de esta tesis sugieren que BBX21 integra las respuestas de crecimiento y desarrollo junto con distintas redes de señalización hormonal como los BR y el ABA dependiendo del contexto ambiental. Por otra parte, los datos obtenidos en esta tesis sugieren que la sobreexpresión del gen BBX21 podría usarse en programas de mejoramiento para aumentar los rendimientos de hoja, grano y/o tubérculos en una amplia variedad de cultivos.

Doctorado en Ciencias Agropecuarias

210 p. : il., tbls., grafs., fot.