CALCIUM-DEPENDENT PROTEIN KINASES IN THE STRESS SIGNALING CASCADES OF RICE PLANTS

Resum

Les proteïnes quinasa dependents de calci (CDPKs o CPKs) són components de senyalització presents en molts aspectes de la biologia de les plantes, des dels processos de desenvolupament fins a les respostes a estrès. Aquesta tesi aborda la identificació i la caracterització funcional de les isoformes OsCPK que intervenen en la resposta de defensa de l’arròs contra els patògens, així com la seva contribució a d´altres vies de senyalització. Aquests estudis són necessaris per entendre les interaccions entre diferents vies de senyalització d’estrès i desenvolupament. Un millor coneixement d’aquestes interaccions entre vies de senyalització, i la identificació dels components que les regulen, són importants per al disseny d’estratègies de millora de la tolerància a estrès en plantes. Tots aquests estudis s’apliquen a l’arròs, un important cultiu tant econòmic com social a nivell mundial._x000D_ El treball d’aquesta tesi es divideix en tres capítols. El primer capítol es centra en la identificació de gens OsCPK implicats en la resposta de defensa contra el fong del cremat de l’arròs, Magnaporthe oryzae, mitjançant una anàlisi d’expressió global. Aquests estudis es complementen amb anàlisis específiques dels perfils d’expressió en els quals s’identifiquen OsCPK4 i OsCPK10 com a gens induïts en resposta a la infecció per M. oryzae, encara que els gens OsCPK13 i OsCPK5 també responen a elicitors fúngics._x000D_ El segon capítol aborda la caracterització funcional del gen OsCPK4 en la resposta de defensa de l’arròs contra M. oryzae. La sobreexpressió d´OsCPK4 confereix una millor resistència a la infecció de M. oryzae en les plantes d’arròs potenciant les seves respostes de defensa, que inclouen la producció d’espècies reactives de l’oxigen, deposicions de calosa, i l’expressió de gens de defensa. Totes s’associen a una acumulació superior d’àcid salicílic conjugat en fulles, sense comprometre el desenvolupament de les plantes. Atès que se sap que la sobreexpressió d´OsCPK4 confereix més tolerància a la salinitat i a la sequera, aquests resultats demostren que la OsCPK4 actua com a punt de convergència modulant positivament ambdues vies de senyalització d’estrès biòtic i abiòtic en plantes d’arròs._x000D_ La caracterització funcional del gen OsCPK10 es presenta en el tercer capítol. Aquests estudis demostren que OsCPK10 també és un modulador positiu de la resposta de defensa contra M. oryzae i de la resposta a estrès per sequera en plantes d’arròs. L’acumulació constitutiva de la proteïna OsCPK10 confereix a les plantes d’arròs una millor tolerància a l’estrès oxidatiu causada per un increment de la capacitat antioxidant. Aquest augment de la capacitat d’eliminar el peròxid d’hidrogen tòxic produït durant la dessecació és degut en part a una acumulació més gran de Catalasa A, cosa que comporta la reducció de peroxidació lipídica i la preservació de la integritat de la membrana cel·lular, donant com a resultat la tolerància a estrès per sequera._x000D_ En conjunt, els resultats d’aquesta tesi identifiquen les proteïnes OsCPK4 i OsCPK10 com a components de convergència que modulen positivament ambdues vies de_x000D_ senyalització a estrès biòtic i abiòtic, suggerint que són bones dianes moleculars per a la millora de la tolerància a diferents estressos en les plantes d’arròs

Data del Ajut	13 de nov. 2015
Idioma original	Anglès
Supervisor	María Coca López (Director/a)