Volatilome Dynamics in Plant Adaptation: Coordinating Growth and Immunity Through Intra- and Inter-Plant Airborne Signaling

• Autores: Francisco Vázquez Prol
• Directores de la Tesis: María Purificación Lisón Párraga (codir. tes.), María del Pilar López Gresa (codir. tes.), Ismael Rodrigo Bravo (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2026
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Pozueta Romero (presid.), María del Carmen González Mas (secret.), Gianfranco Diretto (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biotecnología por la Universitat Politècnica de València
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RiuNet
• Resumen

  • Las plantas que crecen en masas densas deben hacer frente a una reducción en la calidad de la luz y a un aumento de la presión de patógenos. Aunque el síndrome de evitación de sombra y la respuesta inmune se estudian de forma independiente, su integración es esencial para la aptitud de las plantas. Los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) están emergiendo como reguladores clave en esta integración, done modulan la defensa y actúan como señales aéreas que coordinan las respuestas al estrés entre individuos. Esta tesis se basa en trabajos previos de nuestro grupo centrados en la inmunidad mediada por VOCs en tomate y se ha realizado en colaboración grupos especializados en la percepción de sombra, transcriptómica y metabolismo especializado, permitiendo un enfoque multidisciplinar para explorar el papel de los VOCs en la adaptación defensiva.

    Primero, desarrollamos un método estandarizado de inoculación de viroides utilizando transcritos diméricos para una infección y sintomatología consistentes entre genotipos de S. lycopersicum. Esto permitió una comparación controlada de líneas de tomate que diferían en su capacidad defensiva, revelando que el perfil de VOCs emitidos en infección por el citrus exocortis viroid difiere entre plantas susceptibles y resistentes, donde observamos acumulación de volátiles de hoja verde (GLVs) y monoterpenos hidroxilados (HMTPs).

    Después, exploramos cómo la sombra por proximidad (baja proporción de rojo/rojo lejano, R:FR) afecta la plasticidad de los VOCs en especies que evitan o que son tolerantes a sombra. En Arabidopsis thaliana, la sombra desencadenó una rápida reconfiguración de las emisiones de VOCs, incluyendo la liberación de aldehídos como el nonanal y el decanal, que suprimieron la elongación en plántulas receptoras. Por el contrario, la especie Cardamine hirsuta, tolerante a sombra, mantuvo un perfil de VOCs más rígido y constitutivo, lo que reveló estrategias divergentes de regulación de volátiles. La exposición de plantas de tomate a sombra reprogramó la respuesta inmune de manera dependiente del tiempo, debilitando la resistencia basal pero potenciando la inmunidad desencadenada por efectores y promoviendo la acumulación de GLVs y HMTPs. Estos VOCs contribuyeron a la resistencia local y actuaron como señales de activación aéreas.

    Los resultados presentados en esta tesis amplían nuestra comprensión de la señalización mediada por VOCs en la interacción vegetal. Al conectar la percepción de patógenos, el estado hormonal y el entorno lumínico con la producción de compuestos volátiles, este trabajo ayuda a clarificar las funciones que desempeñan los VOCs en la configuración de las respuestas defensivas individuales y de las interacciones entre plantas vecinas.