Identificación y caracterización de genes implicados en la variación natural para el patrón de tricomas en Arabidopsis

Resumen

Arabidopsis thaliana es la principal especie modelo vegetal, ampliamente utilizada para determinar los mecanismos genéticos y moleculares del desarrollo y la fisiología de las plantas anuales. Además, recientemente, gracias a su amplia distribución geográfica y su gran diversidad genética natural, A. thaliana se ha convertido también en una planta modelo para el estudio de procesos ecológicos y evolutivos. En particular, nuestro laboratorio está interesado en determinar las bases genéticas, moleculares y evolutivas de la variación natural para del patrón de tricomas, ya que este carácter se ha implicado en la adaptación de las plantas a numerosos factores de estrés abiótico y biótico. Con este fin se ha caracterizado previamente una colección regional de 174 accesiones de A. thaliana procedentes de la península ibérica a nivel genómico y ambiental. Interesantemente, a partir de esta colección se han identificado varias accesiones que desarrollan tricomas en el fruto, y su análisis genético previo ha mostrado que viene determinado por cinco loci denominados Fruit Trichome Density (FTD1-5). Esta tesis se propone identificar nuevos componentes genéticos y moleculares de la variación natural para el patrón de tricomas en A. thaliana, tanto en fase vegetativa como reproductiva, así como en respuesta a la herbivoría. Para alcanzar este objetivo general se han llevado a cabo las siguientes actividades: 1. Se ha realizado un análisis de asociación genómica para el patrón de tricomas en distintos órganos de la fase vegetativa y reproductiva a partir de la caracterización fenotípica de las 174 accesiones de la colección regional de la península ibérica. Este estudio ha permitido identificar varios genes candidatos conocidos (ej. ETC1, MYC1) y nuevos (ej. At2g04925, At2g40130, At4g04985 y At5g53420) que probablemente contribuyan a la variación natural para el patrón de tricomas en uno o varios órganos, o en su respuesta al tratamiento con ácido jasmónico como un estímulo análogo a la herbivoría. 2. Se ha llevado a cabo un mapeo de alta precisión del locus FTD1 utilizando una amplia población experimental derivada del cruzamiento entre las accesiones Ler y Doñ-0. Este análisis ha identificado a EGL3 como único gen candidato para FTD1, para el cual la accesión Doñ-0 presenta un alelo de ganancia de función. 3. Se han identificado los genes correspondientes a los loci FTD2, FTD3 y FTD5 mediante la caracterización fenotípica y molecular de numerosas líneas transgénicas portadoras de diferentes alelos naturales para genes candidatos. De esta forma se ha demostrado que TCL1, GL1 y TRY son los genes responsables del desarrollo de tricomas en los frutos de A. thaliana.