Jasmonatos en frutilla (Fragaria × ananassa) caracterización fisiológica y molecular de los componentes de la vía de biosíntesis y señalización, y análisis estructura-función de los represores JAZ

Abstract

Los jasmonatos (JAs) son fitohormonas que regulan respuestas frente a estrés y procesos del desarrollo. Su rol está bien elucidado en la planta modelo Arabidopsis, donde se ha determinado su participación en la acumulación de flavonoides como las antocianinas, a través de la regulación de las vías de biosíntesis y señalización. Concretamente, las proteínas JASMONATE ZIM-DOMAIN (JAZ) son represores centrales de la vía de transducción de los JAs mediante interacciones proteína-proteína, las cuales también regulan factores de transcripción (FTs) del complejo MYB-bHLH-WD40 (MBW) relacionados con la biosíntesis de proantocidininas (PAs) y antocianinas. Sin embargo, el papel de los JAs en especies de frutos no climátericos como la frutilla es poco conocido. Los objetivos de esta tesis fueron elucidar los niveles de JAs durante el desarrollo y maduración de frutos de Fragaria  ananassa Duch., así como la conservación de los componentes de la vía de señalización de los JAs y la actividad represora de las proteínas JAZ sobre componentes centrales de la vía de transducción de señales de los JAs y del complejo MBW mediante interacciones proteína-proteína. Para ello, se evaluaron los cambios en el contenido de JAs durante el desarrollo de los frutos de F. × ananassa, se identificaron los genes y proteínas de la vía de señalización de los JAs en Fragaria vesca L., y se estudiaron las interacciones proteína-proteína de las proteínas JAZ con los componentes centrales de la vía de señalización y del complejo MBW en F. × ananassa. La concentración de JAs mostró un alto nivel en floración y etapas tempranas del desarrollo del fruto, y disminuyó hacia la maduración, lo que estuvo acompañado de una reducción en la expresión de genes del metabolismo de los JAs. En F. vesca se identificaron los genes codificantes para JAZ y los factores de transcripción MYC2, cuya expresión exhibió un patrón de disminución similar a los niveles de JAs. A nivel de proteína, JAZ y MYC2 exhibieron un alto grado de conservación en dominios estructurales respecto a sus ortólogos en otras especies. Las interacciones proteína-proteína mostraron conservación de las dianas moleculares de las proteínas JAZ, dentro de los componentes de la vía de señalización de JAs, sugiriendo la conservación funcional de la vía de señalización de los JAs en frutilla. Además, se identificó una nueva secuencia degron no canónica de FaJAZ1, la cual mostró funcionalidad para la percepción de los JAs, mediada por coronatina. Finalmente, los represores JAZ también interaccionaron con los FTs del complejo MBW, bHLH3-2, bHLH33-2 y MYB10-2, relacionados con la biosíntesis de PAs y antocianinas en frutilla. Globalmente, los resultados sugieren que los JAs tendrían un rol funcional en estadios de desarrollo tempranos del fruto, que existe conservación funcional de su vía de señalización, y que los represores JAZ tendrían un rol como reguladores de los FTs relacionados con la biosíntesis de PAs y antocianinas en F. × ananassa.