Nuevos protagonistas de la regulación transcripcional del frijol para la simbiosis fijadora de nitrógeno con Rhizobium etli

• Autores: Litzy Ayra Pardo
• Directores de la Tesis: Georgina Hernández Delgado (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Nacional Autónoma de México ( México ) en 2021
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: ru.dgb.unam.mx
• Resumen
  • español

    Las leguminosas, de gran importancia agronómica comoalimento o forraje, son capaces de establecer simbiosis con las bacterias fijadoras de N2, conocidas como rizobios. En esta simbiosis la planta desarrolla los nódulos radicales en donde se aloja el rizobio yfija N2atmosférico en formas que pueden ser asimiladas por la planta. La fijación simbiótica de N2es importante para la agricultura sustentable, desde el punto de vista ecológico y económico porque reduce el costo de fertilizantes químicos. A pesar de su importancia, aún son muy pocos los factores de transcripción (FT)de las leguminosas para los que se ha demostrado su función.El genoma del frijol (Phaseolus vulgaris), la leguminosa más importante para el consumo humano en el mundo codifica 3,726 genesque corresponden a FT, los cuales son proteínas reguladoras maestras que controlan la expresión génica en respuesta a diferentes estímulos. En las plantas los FT son esenciales para regular diferentes procesos y se han clasificado en diferentes familias génicas. En este trabajo de tesisse analizaron los FT de la familia MADS/AGL (PvAGL) y de la familia STY (PvSTY) del frijol para elucidar su función enla regulación transcripcional dela simbiosis con Rhizobium etli. Los FT MADS/AGL de plantas se han caracterizado principalmente como reguladores del desarrollo de la flor y de la transición a la floración.Recientemente se ha demostrado la participación de los FT MADS (ANR1; XAL1; XAL2; AGL19; AGL17; AGL21 y AGL16) en el desarrollo de la raíz de Arabidopsis thalianay nuestro análisis filogenético muestra que, en las cuatro especies de leguminosas analizadas, hay genes ortólogos a esos genes MADS de A.thaliana, que tienen alta expresión tanto en la raíz como en el nódulo.Los datos presentados en esta tesis atestiguan la relevancia de los PvAGL como reguladores positivos de varios procesos en la simbiosis entre frijol-rizobios como: el desarrollo de raíz, la infección por rizobios, la organogénesis y el funcionamiento de los nódulos, así como el mecanismo de auto regulación de la nodulación a través de la interacción con PvNIN, el regulador maestro de la simbiosis. Además, proponemos que la familia de genes STYen el frijol común está involucrada tanto en la regulación de la simbiosis con R.etlicomoen el desarrollo de raíces y pudieran ser regulados transcripcionalmente por FT de las familia NF-Y y AGL. El conocimiento aportado sobre el papel de estos FT como reguladores de la simbiosis fijadora de nitrógeno, puede ser relevante para el desarrollo de sistemas agrícolas que protejan el medio ambiente y sean capaces de cubrir la demanda de alimentos de la población.

  • English

    Legumes, of great agronomic importance as food or forage, can establish symbiosis with N2-fixing bacteria, known as rhizobia. In this symbiosis,the plant develops the rootnodules where the rhizobia establish and fix atmospheric N2into compoundsthat can be assimilated by the plant.The symbiotic N2fixation is important for sustainable agriculture, from the ecological and economic point of view because it reduces the cost of chemical fertilizers. Despite their importance, there are still very few legumes transcription factors (TF)of whose function has been demonstrated.TF are master regulatory proteins that control gene expression in response to different stimuli. In plants, TF are essential for regulating different processes and these have been classified into different gene families.The common bean genome, the most important legume for human consumption in the world,encodes 3,726 genes of TF. In this thesis work, we analyzed the TFfromtheMADS/AGL (PvAGL) and the STY families(PvSTY) from common beanto elucidate their role in the transcriptional regulation of the symbiosis with Rhizobium etli.The plants ́ MADS / AGL TFhave been characterized primarily as regulators of flower development and transition to flowering. The participation of MADS (ANR1; XAL1; XAL2; AGL19; AGL17; AGL21 and AGL16)TFin Arabidopsis thalianaroot development has been recently demonstrated. Ourphylogenetic analysis shows that in the four legume species analyzed, there are genes orthologous to those A. thalianaMADS genes, which have high expression both in the roots and nodules.The data presented in this thesis testify the relevance of PvAGL as positive regulators of various processes in the common bean-rhizobiasymbiosis such as: root development, rhizobialinfection, nodule organogenesis and function, as well as the autoregulationof nodulation,through interaction with PvNIN, the master regulator of symbiosis. In addition, wepropose that common bean STY TF are involved both in the regulation of symbiosis with R.etliand in the development of roots,and could be probably transcriptionally regulated by TF from the NF-Y and AGL families.The knowledge provided on the role of these TF as regulators of nitrogen-fixing symbiosis may be relevant for the development of agricultural systems that protect the environment and can meet the population's demand for food.