Resumen
La productividad de los cultivos depende de un adecuado balance entre el crecimiento y la respuesta a condiciones de estrés. La naturaleza sésil de las plantas hace que estas deban ser capaces de monitorizar los cambios ambientales y reprogramar, de manera dinámica, sus patrones de desarrollo vegetativo y reproductivo adaptándolos a factores desfavorables. En este balance, las regiones activas de crecimiento, los meristemos, representan dominios esenciales para la actividad de genes reguladores, toda vez que en ellos se integran las señales hormonales y ambientales que permiten el crecimiento ante situaciones de estrés moderado. No obstante, se desconocen en gran medida los genes que coordinan ambos procesos, y menos aún los mecanismos fisiológicos, genéticos y moleculares que operan a nivel de los meristemos. En este proyecto pretendemos profundizar en la interacción entre desarrollo del fruto y estrés abiótico en una especie modelo para el estudio de ambos procesos como es tomate. A partir de una colección de mutantes
insercionales de tomate, y de resultados relevantes obtenidos en el proyecto curso (AGL2012-40150-C03), los objetivos persiguen, por una parte, identificar nuevos genes que permitan mejorar el desarrollo del fruto, y por ende, la productividad de tomate en condiciones de estrés abiótico, y por otra, profundizar en la función y los mecanismos genéticos y moleculares en los que participan genes clave en la actividad meristemática y su papel en la respuesta a estrés salino. Para ello, se utilizarán metodologías convencionales de fisiología vegetal, genética y biología molecular, junto a otras más recientes de genómica funcional (secuenciación de genomas completos, RNAseq y TILLING). En el Objetivo 1 se aislarán y caracterizarán nuevos genes implicados en el desarrollo del fruto, y en particular, en caracteres de importancia agronómica como el cuajado y tamaño del mismo. En el Objetivo 2 estudiaremos el papel de ENO, un factor de
transcripción aislado en el proyecto en curso, e implicado en la actividad del meristemo floral, si bien su función transcripcional tiene especial trascendencia en el tamaño del fruto de tomate. La utilidad agronómica de la interacción entre desarrollo del fruto y estrés salino se abordará en el Objetivo 3, mediante la caracterización agronómica, en condiciones de estrés moderado, de dos mutantes con mayor tasa de cuajado de fruto, así como del efecto de la expresión constitutiva de genes que regulan el tamaño del fruto en genotipos tolerantes a salinidad. El Objetivo 4 pretende, además, profundizar en los genes y mecanismos implicados en la homeostasis iónica e integrar el desarrollo y la respuesta a estrés mediante el análisis funcional del gen PMS, implicado en la protección del meristemo, y en la
respuesta de las especies silvestres de tomate a diferentes condiciones de estrés. La componente osmótica del estrés salino y su interacción con el crecimiento centrarán las actividades del Objetivo 5, en el que se caracterizará la función de los genes ARS1 y WAK1, previamente identificados, y se estudiarán diversos mecanismos implicados en el control de la pérdida de agua. Finalmente, en el Objetivo 6 se procederá a la caracterización de mutantes de tomate que permiten restaurar el desarrollo normal en condiciones de estrés, y se estudiará el papel funcional del gen RES en este proceso.
