Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Disciplina: | biologia |
| Título: | Interacción entre fitocromos y criptocromos en el control del crecimiento y desarrollo de Arabidopsis thaliana |
| Autor: | Mazzella, María Agustina |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Facultad de Agronomía. Instituto de investigaciones fisiológicas y ecológicas vinculadas a la agricultura (IFEVA)
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| Publicación en la Web: | 2017-03-01 |
| Fecha de defensa: | 2001 |
| Fecha en portada: | 2001 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor en Ciencias Biológicas |
| Director: | Casal, Jorge José |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | ARABIDOPSIS THALIANA; CRIPTOCROMO; DESARROLLO; ESTABILIDAD; FITOCROMO; HOMEOSTASIS; INTERACCIONES; LUZARABIDOPSIS THALIANA; CRYPTOCHROMES; DEVELOPMENT; HOMEOSTASIS; INTERACTIONS; LIGHT; PHYTOCHROMES; STABILITY |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3342_Mazzella |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n3342_Mazzella.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n3342_Mazzella |
| Ubicación: | Dep.BIO 003342 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Mazzella, María Agustina. (2001). Interacción entre fitocromos y criptocromos en el control del crecimiento y desarrollo de Arabidopsis thaliana. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3342_Mazzella |
Resumen:
La luz provee a las plantas la energía necesaria para la fotosíntesis e información sobre el ambiente. Las señales lumínicas son percibidas por fotorreceptores específicos. En Arabidopsix thaliana se identificarony clonaron tres grupos de fotorreceptores: los fitocromos que son fotorreceptores de de luz roja (R) y rojalejana (RL), que son codificados por cinco genes (PHYA,PHYB,PHYC,PHYD,PHYE); los criptocromosque son fotorreceptores de luz azul, codificados por dos genes (CRY1 y CRY2) y las fototropinas. Losfitocromos y criptocromos tienen funciones independientes y coordinadas que regulan el desarrollo de lasplantas durante todo el ciclo de vida. El objetivo de esta tesis es estudiar la interacción entre fitocromos (específicamente phyA y phyB ) ycriptocromos (cryl y cry2) en distintas respuestas durante el desarrollo de Arabidopsis thalíana. Para cumplireste objetivo hemos obtenido los dobles, triples y cuádruple mutantes a partir de los simples mutantes dephyA, phyB, cry1 y cry2 para analizar el efecto de un fotorreceptor en ausencia/presencia de los demásfotorreceptores. El uso de los simples, dobles, triples, y cuadruple mutantes permitió revelar nuevas interaccionesentre los fotorreceptores e identificar funciones no conocidas de los mismos. En plántulas etioladas expuestasa luz R, el phyA mostró un efecto dual. Cuando el phyA fue activado con bajos flujos de luz R produjo por unlado la inhibición del alargamiento del hipocotílo, y por otro lado, redujo la inhibición del alargamiento delhipocotílo mediado por el phyB, es decir que el phyA interactuó antogonísticamente con el phyB. En nuestrascondiciones, el phyA retrasó la transición del estado vegetativo al reproductivo, sólo en determinadoscontextos genéticos: cry1, cry2 y cry1 cry2, poniendo en evidencia un nuevo rol del phyA en el control de lafloración. El phyB y el cry1 fueron redundantes en la represión del alargamiento del entrenudo, y la ausenciade ambos permitió demostrar que el alargamiento del tallo no está obligadamente acoplado al desarrolloreproductivo. La redundancia entre phyB y cry1, sin embargo, fue condicional a la temperatura. En lainhibición del alargamiento del hipocotílo, el phyB y el cry1 interactuaron sinergísticamente. La interaccióndel phyB y el cry1 en ésta respuesta fue condicional al ambiente lumínico. En la mayoría de las respuestas elcry2 fue redundante con el cry1. La interacción del cry2 con phyA y phyB en las distintas respuestas duranteel desarrollo puede dividirse en dos patrones, en el primero la actividad del cry2 requirió la presencia de phyAy phyB (efecto sinérgico), y en el segundo requirió la ausencia de phyA y phyB (efecto redundante). Elanálisis del comportamiento del cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 mostró que la deficiencia en lapercepción de luz durante el desarrollo no está restringida sólo a la des-etiolación sino que continúa inclusohasta al estadío adulto. Basados en los datos de esta tesis y de la literatura presentamos un modelo de lospatrones de interacción para dos procesos: des-etiolación y floración. Las interacciones observadas en condiciones de radiación natural entre los fotorreceptores reflejanaquellas observadas en condiciones controladas. La compleja red de interacciones entre fitocromos ycriptocromos en condiciones de radiación natural generó homeostasis en la des-etiolación contra los cambiosen irradiancia y fotoperíodo que no forman parte de la señales relacionadas con la posición del vástago pordebajo o por encima de la superficie del suelo. El phyA, phyB, cry1 y cry2, se acoplan con diferentes jerarquías durante el desarrollo de Arabidopsis. La dependencia o redundancia entre las vías es afectada por las condiciones ambientales, elestado ontogénico y el contexto genético. La redundancia entre los fotorreceptores en el control de losprocesos del desarrollo genera estabilidad del fenotipo que evita caer en patrones aberrantes, mientras que lasjerarquías entre los fotorreceptores permite un patrón específico de crecimiento y desarrollo bajo señaleslumínicas particulares.
Abstract:
Light provides plants not only the energy necessary for photosynthesis but also information aboutthe environment. Light signals are perceived by specific photoreceptors. In Arabidopsis thalíana threegroups of photoreceptors have been identified and cloned: phytochromes,that are red - far-red lightphotoreceptors encoded by five genes (PHYA, PHYB,PHYC,PHYD and PHYE);cryptochromes, that areblue light photoreceptors encoded by two genes (CRY1 and CRY2);and phototropin. Phytochromes andcryptochromes have independent and coordinated functions that control plant development throughout allthe life cycle. The aim of this thesis is to study the interactions between phytochromes (specifically phyA andphyB) and cryptochromes (cry1 and cry2) in the control of Arabidopsis thaliana development. For thispropose we have obtained all the double, triple and quadruple mutant combinations of the phyA, phyB, cry1and cry2 mutants to analyze the effect of one photoreceptor in the presence/ absence of other(s). The use of single, double, triple and quadruple mutants revealed novel interactions amongphotoreceptors and identified unknown photoreceptor functions. In etiolated seedlings exposed tocontinuous red light, phyA showed a dual effect. On one hand phyA inhibited hypocotyl growth, and onthe other, it reduced hypocotyl growth inhibition mediated by phyB. Thus, phyA interacted antagonisticallywith phyB. Also under white light photoperiods, phyA delayed the transition from the vegetative to thereproductive stage only in specific genetic backgrounds: cry1, cry2 and cry1 cry2, evidencing a novel rollof phyA in the control of flowering. phyB and cry1 were redundant on intemode growth repression, and theabsence of both photoreceptors demonstrated that stem growth is not inevitably linked to the reproductivedevelopmental program. In hypocotyl growth inhibition responses, phyB and cry1 interactedsynergistically, and this interaction was light conditional. In most of the responses studied here, cry2 wasredundant with cry1. The interaction of cry2 with phyA and phyB in different developmental responsesfollowed two patterns, one in which cry2 activity required the presence of phyA and phyB (synergisticeffect), and the other in which cry2 required the absence of phyA and phyB (redundant effects). Thebehavior of the phyA phyB cry1 cry2 quadruple mutant indicates that deficiencies in light perception are notrestricted to de-etiolation , and continue during the adult stage. Based on our results and complementaryliterature we propose a genetic model of photoreceptor interactions for two processes: de-etiolation andflowering. The interactions observed under natural radiation were compatible with those observed underlaboratory conditions. The complex network of interaction between phytochromes and cryptochromesunder natural radiation generated de-etiolation homeostasis against the changes in irradiance andphotoperiod not associated to the position of the shoot above or below soil level.phyA, phyB, cry1 and cry2 are coupled to Arabidopxis development with different hierarchies. Dependency or redundancy between pathways is affected by environmental conditions, ontogeny, andgenetic context. Redundancy among photoreceptors in the control of developmental processes generatesstability of phenotype that prevents aberrant patterns, while different hierarchies among photoreceptorsallow a specific pattern of growth and development under specific light conditions.
Citación:
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Mazzella, María Agustina. (2001). Interacción entre fitocromos y criptocromos en el control del crecimiento y desarrollo de Arabidopsis thaliana. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3342_Mazzella
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Mazzella, María Agustina. "Interacción entre fitocromos y criptocromos en el control del crecimiento y desarrollo de Arabidopsis thaliana". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2001.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3342_Mazzella
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