Brassinosteroid-mediated drought tolerance in Arabidopsis thaliana and translation to Sorghum bicolor

Resum

La present tesi doctoral revela nous mecanismes del receptor de brasinoesteroides BRI1-LIKE 3 (BRL3) i els seus actors moleculars riu avall en l'adaptació a l'estrès abiòtic en Arabidopsis thaliana. A més, reporta un avenç significatiu en la transformació genètica de Sorghum bicolor, conduint al desenvolupament de cultius millor adaptats a l'estrès per sequera._x000D_ Els brasinoesteroides, hormones esteroides essencials en plantes, són percebuts per receptors quinases amb repeticions riques en leucina a la membrana plasmàtica, amb BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1 (BRI1) impulsant l'elongació i el creixement cel·lular des de les capes cel·lulars exteriors i BRL3 regulant l'adaptació a l'estrès per sequera i temperatura des dels teixits vasculars. A través d'un enfocament interdisciplinari que abasta biologia molecular, genètica, biotecnologia, bioquímica, fisiologia i bioinformàtica, aquesta tesi desxifra la regulació transcripcional de BRL3 sota estrès abiòtic i els seus factors de transcripció riu avall que modulen la tolerància a l'estrès per sequera en Arabidopsis thaliana._x000D_ Els descobriments clau inclouen la caracterització dels factors de transcripció CLASS III HOMEODOMAIN-LEUCINE ZIPPER (HD-Zip III) en la regulació de l'expressió vascular de BRL3 i el descobriment de nous rols per als factors de transcripció MYB MYB96 (AT5G62470), MYB305 (AT3G24310) i el factor de transcripció HD-Zip II HAT9 (AT2G22800) com a actors crítics en la senyalització mediada per BRL3 a través de BRASSINAZOLE RESISTANT 1 (BZR1) per controlar l'adaptació de la planta a l'estrès abiòtic._x000D_ En aquesta tesi doctoral, el treball traslacional d'aquests descobriments a Sorghum bicolor, un cereal de gran importància agronòmica, demostra que la modulació de la senyalització de brasinoesteroides pot millorar la tolerància a l'estrès abiòtic en cultius. Emprant transcriptòmica, metabolòmica i assajos fisiològics de mutagènesi no dirigida del receptor BRI1 de Sorghum, l'estudi revela a BRI1 com un regulador negatiu de l'estrès per sequera, afectant principalment la via dels fenilpropanoides, involucrada en la síntesi de lignina i flavonoides. A més, la tesi estableix un protocol de transformació altament eficient mediat per Agrobacterium per a Sorghum bicolor, aprofitant reguladors morfogènics i un sistema de vector ternari, superant per primera vegada la dificultat de la transformació genètica en Sorghum en laboratoris acadèmics europeus. Aquest avenç va permetre la generació de plantes transgèniques que augmenten els nivells del receptor BRL3 en Sorghum bicolor, resultant en plantes millor adaptades a l'estrès per sequera mitjançant l'alteració de l'epinàstia foliar._x000D_ En general, aquesta dissertació no només desxifra nous components de la senyalització mediada per BRL3 en la tolerància a l'estrès per sequera, sinó que també obre el camí per crear cultius intel·ligents millor adaptats al canvi climàtic, destacant el potencial de la modulació de la senyalització de brasinoesteroides i les tècniques avançades de transformació genètica en la millora de cultius.

Data del Ajut	12 de set. 2024
Idioma original	Anglès
Supervisor	Ana Isabel Caño Delgado (Director/a)