Instruments of functional genomics for the improvement of flower characteristics in ornamentals
[SPA] El presente trabajo pretende explorar las técnicas de genética inversa para mejora de la planta ornamental. Se ha desarrollado un protocolo de transformación de Antirrhinum majus siéndonos de gran ayuda el desarrollo de una técnica para genotipar cepas de laboratorio de Agrobacterium tumefaciens y de Escherichia coli basado en los datos de fusionado de ADN de un fragmento de 23S ADN ribosomal, dado que la contaminación cruzada de stocks de Agrobacterium tumefaciens con Escherichia coli son difíciles de identificar por técnicas microbiológicas, dando lugar a resultados de falsos negativos en los experimentos de transformación. Para la mejora de planta ornamental, nos hemos basado en el estudio de genes que afectan sobre todo al desarrollo floral en dos especies que son tradicionalmente utilizadas como plantas modelo, pero que además poseen un elevado interés económico, éstas son Antirrhinum majus y Petunia x hibrida. Se analizaron los niveles de DEFICIENS y GLOBOSA en las etapas finales del desarrollo de pétalos en los mutantes compacta, deficiensnicotianoides y globosa-1 de Antirrhinum majus. Nuestros resultados muestran que el nivel umbral de DEF o GLO para obtener tejido de pétalo es aproximadamente un 11% del silvestre. Demostrándose que en las etapas finales del desarrollo de pétalo, la topología de la red transcripcional de la function B no está basada en la autoregulación positiva y tiene componentes adicionales de mantenimiento de la transcripción. Comprobamos el uso de AINTEGUMENTA como herramienta para modificar el tamaño floral en dos plantas diferentes, Petunia x hybrida y Antirrhinum majus. La disminución de la expresión de PhANT muestra un efecto en el tamaño de las células, mientras que la sobreexpresión de AtANT en limbo y tubo de Petunia y en Antirrhinum causa un significante incremento en la expansion celular que podría explicar las diferencias en el tamaño de los órganos florales. El efecto diferencial de AtANT en el limbo y tubo de Petunia y Antirrhinum corresponde a diferencias fenotípicas observadas en la variación natural en el género correspondiente indicando una relación entre el espacio fenotípico de un género y el efecto de los niveles de ANT modificados, validando ANT como un gen para modificar el tamaño floral. [ENG] This present work aims to explore the technique of reverse genetics for the improvement of ornamental plants. For this purpose we have developed an Antirrhinum majus transformation protocol. The development of a genotyping assay for Agrobacterium tumefaciens and Escherichia coli lab strains based on DNA melting profiles of a 23S rDNA fragment has been of great help in the process of elaborating the transformation assay, since cross contamination of Agrobacterium tumefaciens stocks with Escherichia coli are difficult to identify by microbiological techniques, leading to false negative results in transformation experiments. For the improvement of ornamental plants, we concentrated on the study of genes that affect mostly the floral development in two species which are traditionally used as a model plants, but at the same time are of high economic interest, Antirrhinum majus, and Petunia x hybrida. We investigated the levels of DEFICIENS and GLOBOSA at late stages of petal development in the Antirrhinum majus mutants compacta, deficiensnicotianoides and globosa-1. We show that the threshold levels of DEF or GLO to obtain petal tissue are roughly 11% of wild-type. Our results demonstrate that at late stages of petal development, the B function transcriptional network topology is not based on positive autoregulation and has additional components of transcriptional maintenance. We also tested the use of AINTEGUMENTA as a tool to modify floral size in our two model plants, Petunia x hybrida and Antirrhinum majus. Downregulation of PhANT showed an effect on cell size while overexpression of AtANT in Petunia and Antirrhinum caused significant increases in cell expansion that could explain the differences in floral organ size. The differential effect of AtANT on limb and tube in Petunia and Antirrhinum correspond to phenotypic differences observed in natural variation in the corresponding genus indicating a relation between the phenotypic space of a genus and the effect of modified ANT levels, validating ANT as a gene to modify floral size.
Génetica vegetal, Ingeniería vegetal, Biología molecular de plantas
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