Análisis integrado del transcriptoma y del volatiloma de Arabidopsis thaliana y Cardamine hirsuta bajo condiciones de luz y sombra | Integrated analysis of the transcriptome and volatilome of Arabidopsis thaliana and Cardamine hirsuta under light and shade conditions | Anàlisi integrat del transcriptoma i del volatiloma d Arabidopsis thaliana i Cardamine hirsuta sota condicions de llum i d ombra

[ES] Las plantas han desarrollado mecanismos moleculares complejos para adaptarse a la luz y la sombra, factores clave que afectan procesos fundamentales como el crecimiento, la defensa y la comunicación intercelular. Arabidopsis thaliana y Cardamine hirsuta, especies relacionadas, pero con diferentes estrategias adaptativas, representan un modelo idóneo para estudiar las interacciones entre el transcriptoma y el volatiloma en respuesta a condiciones lumínicas. El objetivo de este trabajo es analizar de manera integrada el transcriptoma y el volatiloma de ambas especies bajo dos condiciones experimentales: (i) luz y (ii) sombra. Estos experimentos permitirán explorar cómo las plantas ajustan sus respuestas moleculares y metabólicas para optimizar su crecimiento o adaptarse a entornos de sombra. El análisis transcriptómico identificará genes diferencialmente expresados, especialmente aquellos implicados en rutas de señalización lumínica y metabolismo secundario. Paralelamente, el análisis del volatiloma caracterizará compuestos volátiles asociados con procesos de defensa y comunicación interplanta. Mediante un análisis estadístico multivariante, los datos transcriptómicos y volatilómicos serán integrados para identificar las interacciones clave entre genes y compuestos volátiles en respuesta a la luz y la sombra. Este enfoque permitirá comparar las estrategias moleculares de Arabidopsis thaliana y Cardamine hirsuta, destacando cómo Cardamine hirsuta puede emplear compuestos volátiles para competir y adaptarse mejor en condiciones de sombra. Por consiguiente, este estudio tiene como objetivo diseñar un método estadístico que permita: (1) identificar diferencias significativas en el transcriptoma y el volatiloma entre ambas especies bajo luz y sombra, (2) determinar genes y compuestos volátiles clave que expliquen las diferencias en sus estrategias adaptativas, (3) analizar las rutas metabólicas específicas asociadas a la emisión de volátiles en condiciones de sombra y (4) evaluar cómo la integración de los datos transcriptómicos y del volatiloma revela mecanismos adaptativos frente a la luz y la sombra.

[EN] Plants have evolved complex molecular mechanisms to adapt to light and shade, key factors that influence fundamental processes such as growth, defense, and intercellular communication. Arabidopsis thaliana and Cardamine hirsuta, closely related species with different adaptive strategies, serve as an ideal model to study the interactions between the transcriptome and volatilome in response to light conditions. The aim of this study is to integrate the analysis of the transcriptome and volatilome of both species under two experimental conditions: (i) light and (ii) shade. These experiments will investigate how plants adjust their molecular and metabolic responses to optimize growth or adapt to shaded environments. Transcriptomic analysis will identify differentially expressed genes, particularly those involved in light signaling pathways and secondary metabolism. Using multivariate statistical analysis, transcriptomic and volatilomic data will be integrated to identify key interactions between genes and volatiles in response to light and shade. This approach will compare the molecular strategies of Arabidopsis thaliana and Cardamine hirsuta, emphasizing how Cardamine hirsuta may use volatile compounds to better compete and adapt to shade conditions. Therefore, this study aims to develop a statistical method to: (1) identify significant differences in the transcriptome and volatilome between the two species under light and shade, (2) determine key genes and volatile compounds that explain differences in their adaptive strategies, (3) analyze specific metabolic pathways associated with volatile emission under shaded conditions, and (4) evaluate how the integration of transcriptomic and volatilomic data reveals adaptive mechanisms to light and shade.

Serrano García, E. (2025). Análisis integrado del transcriptoma y del volatiloma de Arabidopsis thaliana y Cardamine hirsuta bajo condiciones de luz y sombra. https://riunet.upv.es/handle/10251/223945

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