Cell wall remodeling and the circadian clock under drought in maize: biochemical, transcriptomic and regulatory analyses

Resum

Aquesta tesi doctoral investiga la bioquímica i els mecanismes reguladors de la remodelació de la paret cel·lular sota estrès hídric en blat de moro (Zea mays), amb una atenció especial al control circadiari mediat pels paral·logs TIMING OF CAB EXPRESSION 1, TOC1a i TOC1b. Atès que la paret cel·lular actua tant com a barrera física com a determinant clau de l’intercanvi d’aigua i CO₂, la sincronització de la seva biosíntesi i reestructuració amb els cicles ambientals diaris probablement és essencial per a l’adaptació a la sequera. Mitjançant anàlisis bioquímiques, transcriptòmiques i reguladores en dues línies endogàmiques contrastants en la seva resistència al trencament de la tija, identifiquem diferències específiques de genotip en la composició de la paret i en l’expressió diferencial de gens relacionats amb ella, especialment sota sequera. Considerant la regulació circadiària del metabolisme i de la senyalització d’estrès en plantes, la tesi examina si el rellotge circadiari regula la remodelació de la paret cel·lular, fins i tot en condicions de dèficit hídric, amb l’objectiu d’esclarir com el blat de moro coordina els ajustos estructurals amb els cicles diürns i l’anticipació a l’estrès. Les anàlisis bioinformàtiques mostren que una alta proporció de gens de la paret cel·lular en blat de moro presenten ritmicitat diürna i que més de la meitat dels seus promotors contenen motius associats al rellotge circadiari. Després de generar mutants de blat de moro editats en toc1a/toc1b, demostrem que l’expressió i/o funció adequada de TOC1a i TOC1b és necessària per mantenir una eficiència fotosintètica i una homeòstasi hídrica òptimes, per a l’expressió correcta dels programes gènics circadiaris i de la paret, així com per a la deposició, distribució i remodelació apropiada dels components de la paret cel·lular. Finalment, la seqüenciació per purificació d’afinitat a l’ADN (DAP-seq) identifica milers de possibles dianes directes de TOC1a i TOC1b, que abasten totes les principals rutes relacionades amb la paret cel·lular. En conjunt, aquests resultats estableixen un vincle mecanístic entre el rellotge circadiari i la remodelació de la paret cel·lular en blat de moro, tant en condicions de control com de sequera.

Data del Ajut	20 de nov. 2025
Idioma original	Anglès
Institució adjudicatària	Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)
Supervisor	David Caparros Ruiz (Director/a) & Paloma Mas Martinez (Director/a)