Integración temporal de las señales fotoperiódicas

Abstract

El fotoperíodo es la cantidad de horas de luz solar en un ciclo de 24 h. La percepción del fotoperíodo permite a las plantas ubicarse en las estaciones del año y ajustar la ocurrencia de procesos en los momentos más favorables, evitando los más adversos. Muchas plantas utilizan el fotoperíodo como señal ambiental que regula el cambio de la fase vegetativa hacia la fase reproductiva definiendo el tiempo a floración y determinando si el cultivar es de ciclo corto o largo. El objetivo de esta tesis es identificar los mecanismos que utilizan las plantas para integrar el paso de sucesivos ciclos con fotoperíodos inductores de la floración, como así también identificar otros procesos (además de la floración) controlados por las señales fotoperiódicas. Plantas de Arabidopsis thaliana cultivadas en días cortos fueron transferidas a días largos (ciclos inductores) y se analizaron los cambios en la expresión de genes a medida que los ciclos sucesivos de días largos inducían más fuertemente la expresión. Proponemos un modelo en que la permanencia de los ciclos inductores actúa manteniendo niveles altos y relativamente estables de expresión del gen FLOWERING LOCUS T (FT), más que incrementando los niveles máximos de expresión de FT con el correr de los ciclos. Además, demostramos que la señal fotoperiódica controla las defensas de las plantas a través de la señalización del ácido jasmónico (JA) y también el aborto de granos por medio de un mecanismo que involucra a las proteínas con arabinogalactanos (AGP).

The photoperiod is the duration of the light in a 24 h cycle. The perception of the photoperiod by plants provides them information about the season that helps to adjust the occurrence of sensible processes within the most favorable time of the year. Many plants use photoperiod as environmental signal that regulates the shift from the vegetative to the reproductive phase, defining flowering time and crop cycle length. The first objective of this thesis is to identify the mechanisms that plants use to integrate the occurrence of successive cycles with photoperiods able to induce flowering. A second objective is to identify other processes controlled by photoperiodic signals in addition to flowering. Arabidopsis thaliana plants grown under short days were transferred to long (inductive) days. Gene expression and flowering were analyzed in plants exposed to a different number of inductive cycles. Based on the result we propose a model where the persistence of inductive cycles enhances flowering by maintaining high and stable expression levels of FLOWERING LOCUS T (FT) rather than by increasing the maximum levels of FT expression. Furthermore, we show that photoperiodic signal controls plants defense by modifying the status of jasmonic acid signaling, and the abortion of seeds by altering the expression of genes encoding arabinogalactan proteins (AGP).