Análisis fisiológico y molecular del proceso de enraizamiento in vitro de especies forestalescastaño y chopo

Zusammenfassung

La propagación vegetativa de individuos seleccionados en especies forestales se ve tremendamente limitada por la pérdida de capacidad rizogénica del material adulto. La formación de raíces adventicias es un proceso morfogenético que implica la desdiferenciación celular, la reprogramación génica y la adquisición de la competencia para iniciar la formación de primordios y su posterior desarrollo. De momento, se desconocen gran parte de los mecanismos moleculares y las bases genéticas implicadas en el enraizamiento adventicio, especialmente en especies forestales. En esta tesis se abordó la caracterización de genes implicados en las primeras etapas del enraizamiento adventicio, su regulación hormonal y ontogenética a nivel transcripcional y su posible participación en el desarrollo de la raíz. En Castanea sativa, utilizando hojas de dos líneas de cultivo con el mismo genotipo y diferente estado ontogenético, se desarrolló y validó un nuevo sistema experimental de hojas, simple y eficiente para estudiar la señalización auxínica en el enraizamiento adventicio a nivel fisiológico y molecular. En este sistema se comprobó que la iniciación del proceso es altamente dependiente de un correcto transporte polar de auxina, al menos durante las primeras 48 horas, cuando tiene lugar la activación de las células que van a formar las raíces, ya que al inhibir dicho transporte se inhibe el enraizamiento. En castaño se aislaron cuatro secuencias, dos completas y dos parciales, que codifican factores de transcripción de la familia GRAS, un gen de la familia GH3, uno de la familia UGT y uno la familia ENOD93. La inducción temprana por auxina de los genes CsERF1, CsSCL1, CsGH3.2 y CsENOD93 en material competente para enraizar, y su represión por N-1-naftil-ptalámico (NPA), sugiere un papel importante de estos genes en el enraizamiento adventicio. Además la localización específica de los transcritos CsERF1 y CsSCL1 indica que estos genes participan en la desdiferenciación celular. En Populus la respuesta rizogénica se vio incrementada por paclobutrazol (PAC) e inhibida por ácido giberélico (AG3) y NPA. Además el análisis de expresión en líneas transgénicas de Populus, PtSHR1::GUS, en respuesta a los diferentes tratamientos, mostró que PtSHR1 está regulado por la vía de señalización auxínica y también por la de las giberelinas, afectando al patrón de desarrollo de la raíz.