Participación de los factores de transcripción de la familia HD-Zip I en la determinación de la arquitectura radicular de Arabidopsis thaliana

Abstract

La plasticidad del desarrollo vegetal, ha sido la clave en la adaptación de las plantas terrestres. El sistema radicular es altamente plástico, ya que se puede modular a través del crecimiento de la raíz principal o de las raíces laterales, eventos regulados esencialmente por hormonas y factores de transcripción (FT). Los miembros de la subfamilia de FTs Homeodominio-cierre de leucinas I modulan el desarrollo en respuesta a alteraciones en el medioambiente. En esta Tesis se demostró que el FT AtHB23 se expresa en raíces y cumple funciones en la formación de raíces laterales secundarias y terciarias. Este gen se encuentra activo transcripcionalmente en las primeras etapas de desarrollo del primordio de raíz lateral secundaria, desaparece cuando la raíz lateral emerge y se induce por las auxinas en las raíces secundarias, mientras que se expresa durante todas las etapas de formación de una raíz lateral terciaria. Mostramos asimismo que es un represor directo del FT LBD16 y activador directo de LAX3, actores claves en la formación de raíces laterales. A su vez, AtHB23 es regulado directamente por ARF7/19. En condiciones de salinidad, AtHB23 cumple un rol fundamental. Las plantas con niveles bajos de expresión, presentan dificultades para sobrevivir debido a que se altera el metabolismo del almidón, pierden sus amiloplastos y la percepción de la gravedad. La raíz primaria deja de crecer y se altera el desarrollo de raíces laterales. En conjunto, se concluye que AtHB23 es vital para la adaptación de la planta a las condiciones de estrés salino.

The plasticity of plant development has been the key to the adaptation of terrestrial plants. The root system is highly plastic, as it can be modulated through the growth of the main root or lateral roots. In Arabidopsis, root development is mainly regulated by auxins and transcription factors (TFs) of the ARFs and LBDs family. Members of the TF homeodomain-leucine zipper family have been associated with responses to environmental conditions. In this Thesis, we showed that the FT AtHB23 is expressed in roots playing a key role in lateral root development. This gene is active in the early stages of secondary lateral root primordium development, disappears when the lateral root emerges and is induced by auxins in secondary roots, while it is expressed during all stages of tertiary lateral root formation. It represses LBD16, a key factor in lateral root initiation, and induces the auxin transporter LAX3. Taken together, the results indicate that AtHB23 acts as a link between the regulation of LAX3 by ARF7/19. On the other hand, AtHB23 was shown to be regulated by NaCl, both in the main and lateral roots, seriously affecting root development. In plants with altered AtHB23 levels, the main root arrested the growth, compromising the plant survival under salinity conditions were affected. These developmental defects were explained by altered starch metabolism in the tip of the primary root. On the whole, we can conclude that AtHB23 is vital for plant survival and adaptation to salt stress conditions.