Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas

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A bulk segregant gene expression analysis of a peach population reveals components of the underlying mechanism of the fruit cold response
(Public Library of Science, 2014-03) Pons Puig, Clara; Martí, Cristina; Forment Millet, José Javier; Crisosto, Carlos H.; Dandekar, Abhaya M.; Granell Richart, Antonio; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Dpto. de Biotecnología; Instituto Universitario de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural; National Institute of Food and Agriculture, EEUU; U.S. - Israel Binational Agricultural Research and Development Fund; U.S. Department of Agriculture
Peach fruits subjected for long periods of cold storage are primed to develop chilling injury once fruits are shelf ripened at room temperature. Very little is known about the molecular changes occurring in fruits during cold exposure. To get some insight into this process a transcript profiling analyses was performed on fruits from a PopDG population segregating for chilling injury CI responses. A bulked segregant gene expression analysis based on groups of fruits showing extreme CI responses indicated that the transcriptome of peach fruits was modified already during cold storage consistently with eventual CI development. Most peach cold-responsive genes have orthologs in Arabidopsis that participate in cold acclimation and other stresses responses, while some of them showed expression patterns that differs in fruits according to their susceptibility to develop mealiness. Members of ICE1, CBF1/3 and HOS9 regulons seem to have a prominent role in differential cold responses between low and high sensitive fruits. In high sensitive fruits, an alternative cold response program is detected. This program is probably associated with dehydration/osmotic stress and regulated by ABA, auxins and ethylene. In addition, the observation that tolerant siblings showed a series of genes encoding for stress protective activities with higher expression both at harvest and during cold treatment, suggests that preprogrammed mechanisms could shape fruit ability to tolerate postharvest cold-induced stress. A number of genes differentially expressed were validated and extended to individual genotypes by medium-throughput RT-qPCR. Analyses presented here provide a global view of the responses of peach fruits to cold storage and highlights new peach genes that probably play important roles in the tolerance/sensitivity to cold storage. Our results provide a roadmap for further experiments and would help to develop new postharvest protocols and gene directed breeding strategies to better cope with chilling injury.
Análisis de la expresión de genes de Candidatus Liberibacter asiaticus durante los primeros estadios de la infección a plantas de cítricos
(Universitat Politècnica de València, 2023-09-13) Martínez Giorgino, Diego; Gadea Vacas, José; Niñoles Rodenes, Regina; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Dpto. de Biotecnología; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural
[ES] Una de las mayores amenazas para la citricultura actual es el Huanglongbing (HLB), una enfermedad capaz de afectar a una amplia variedad de rutáceas y a la mayoría de los cítricos comerciales. Causada por la bacteria Candidatus Liberibacter asiaticus, y transmitida por los psílidos Diaphorina citri y Trioza eritrae, provoca deformación y enverdecimiento de las hojas, pérdida de la capacidad de absorción de nutrientes por el sistema radicular y aparición de manchas y deformaciones en el fruto, lo que afecta a sus propiedades organolépticas. La enfermedad se ha extendido a casi todas las regiones citrícolas del planeta, con excepción, entre otras, del área mediterránea. Sin embargo, la presencia de HLB en la península arábiga, y la reciente aparición de psyllidos en Portugal e Israel, pone en evidencia el inminente peligro de infección, y las autoridades europeas advierten del posible colapso del mercado citrícola europeo. Para avanzar en el conocimiento de los mecanismos moleculares que utiliza la bacteria para propagarse en plantas de cítricos, un aspecto esencial es identificar qué genes de la bacteria se están expresando en los primeros estadios de la infección. Este proyecto pretende, partiendo de material genético procesado de muestras enviadas desde Brasil, obtenidas a partir de plantas sanas y enfermas en distintos estadios de la infección, evaluar mediante la retrotranscripción del RNA y amplificación mediante q RT PCR, la expresión de una batería de genes de la bacteria para comprender mejor los mecanismos moleculares utilizados por la misma para facilitar su infección. La identificación de los genes más expresados permitirá iniciar en un futuro estrategias biotecnológicas para la contención de esta enfermedad.
An efficient method for medium throughput screening of cuticular wax composition in different plant species
(Springer Verlag (Germany), 2016-04) Fernández Moreno, Josefina Patricia; Malitsky, S; Lashbrooke, J; Biswal, Ajaya Kumar; Racovita, Radu C.; Mellerowicz, Ewa J.; Jetter, Reinhard; Orzáez Calatayud, Diego Vicente; Aharoni, A; Granell Richart, Antonio; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; European Commission; Ministerio de Economía y Competitividad; Israel Science Foundation; Ministerio de Educación y Ciencia
[EN] Introduction Most aerial plant organs are covered by a cuticle, which largely consists of cutin and wax. Cuticular waxes are mixtures of dozens of compounds, mostly very-long-chain aliphatics that are easily extracted by solvents. Over the last four decades, diverse cuticular wax analysis protocols have been developed, most of which are complex and time-consuming, and need to be adapted for each plant species or organ. Plant genomics and breeding programs often require mid-throughput metabolic phenotyping approaches to screen large numbers of individuals and obtain relevant biological information. Objectives To generate a fast, simple and user-friendly methodology able to capture most wax complexity independently of the plant, cultivar and organ. Methods Here we present a simple GC-MS method for screening relatively small wax amounts, sampled by short extraction with a versatile, uniform solvent. The method will be tested and validated in leaves and fruits from three different crop species: tomato (Solanum lycopersicum), apple (Malus domestica) and hybrid aspen (Populus tremula x tremuloides). Results Consistent results were obtained in tomato cultivar M82 across three consecutive years (2010-2012), two organs (leaf and fruit), and also in two different tomato (M82 and MicroTom) and apple (Golden Delicious and Granny Smith) cultivars. Our results on tomato wax composition match those reported previously, while our apple and hybrid aspen analyses provide the first comprehensive cuticular wax profile of these species. Conclusion This protocol allows standardized identification and quantification of most cuticular wax components in a range of species.
Una proteína de Arabidopsis thaliana perteneciente a la familia AlkB de dioxigenasasdependientes de hierro (lI) y 2-oxoglutarato interfiere en el ciclo infeccioso del virus delmosaico de la alfalfa
(Universitat Politècnica de València, 2016-02-11) Martínez Pérez, Mireya; Lisón Párraga, María Purificación; Pallás Benet, Vicente; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Dpto. de Biotecnología; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural
[ES] El ciclo infeccioso de un virus en una planta consta de varias etapas: replicación, traducción, movimiento célula a célula, movimiento sistémico y transmisión entre plantas. Para completar este ciclo, el virus necesita utilizar la maquinaria celular de su huésped y, por tanto, se dan numerosas interacciones virus-planta que provocan una respuesta en esta última, ya sea a nivel de expresión génica, bioquímica o metabólica. Así pues, para conocer el proceso de infección de un virus determinado en una planta es necesario identificar y caracterizar los factores del huésped con los que el virus interacciona y, para lograrlo, existen distintas estrategias. Uno de los enfoques más comunes, y el empleado en el presente trabajo, es la búsqueda de interacciones proteína-proteína entre las proteínas virales y la planta, seguido de un estudio de la implicación de esa interacción en el ciclo patogénico. El virus del mosaico de la alfalfa (AMV) es el único miembro del género Alfamovirus dentro de la familia Bromoviridae. En la actualidad, este virus, identificado por primera vez en 1931, afecta a diversos cultivos de importancia económica en todo el mundo, entre los que destacan alfalfa, saja, patata y trébol blanco. La sintomatología asociada al AMV consiste, principalmente, en inducción de enanismo y malformaciones, moteados y mosaicos cloróticos en alfalfa, necrosis en tubérculos de patata, y lesiones necróticas en hojas y en frutos del tomate. El genoma del AMV, de igual forma que el del resto de virus de su familia, se compone de tres moléculas de ARN monocatenario de polaridad positiva. En trabajos previos realizados en el laboratorio del Prof. Vicente Pallás se han buscado proteínas de la planta que interaccionan con la proteína de cubierta (CP) del AMV, ya que esta proteína está implicada en importantes procesos del ciclo viral: la formación de viriones, el mantenimiento de la estabilidad, regulación de la síntesis y traducción de los ARNs genómicos y subgenómico y en el movimiento célula a célula (Herranz et al., 2012). Además, el AMV presenta un fenómeno muy poco común que comparte con el género llarvirus, la "activación genómica", el cual consiste en la necesidad de unión de moléculas de CP a las regiones 3' no codificantes de los ARNs genómicos (Pallás y col., 2013). Una de las proteínas identificadas en la búsqueda mencionada anteriormente pertenece a la superfamilia de proteínas 2-oxoglutarato oxigenasas dependientes de hierro (11) y, más concretamente, a la familia AlkB. Recientemente, se ha observado r van Beest (2013) que dicha proteína se acumula en granulos citoplasmicos asociados en algunos casos al citoesqueleto celular (van Beest 2013). Así pues, en el presente Proyecto Final de Máster se han realizado una serie de estudios para determinar la posible implicación de esta 2-oxoglutarato oxigenasa en el ciclo patogénico del AMV. Los resultados obtenidos indican que esta proteína actúa como un regulador negativo del ciclo viral.
Prolyl isomerases are important determinants of intracellular pH homeostasis in Arabidopsis thaliana
(Universitat Politècnica de València, 2013-03-12T09:56:20Z) Bissoli, Gaetano; Serrano Salom, Ramón; Mulet Salort, José Miguel; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Dpto. de Biotecnología; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural
Our previous work in yeast has demonstrated that overexpression of FPR1, and others FKBP immunophilins, conferred tolerance to weak organic acids such as acetic and sorbic acid. FK506 binding proteins (FKBP) where originally identified as the cellular targets of the immunosuppressant drugs rapamycin an FK506. FKBPs are peptidyl-prolyl cis-trans isomerases (PPase EC 5.1.2.8) that catalize the isomerization of peptidyl prolyl bonds between cis and trans configuration. FKBP are ubiquitous proteins that can be found either as a single catalytic proteins or being part of more complex proteins. To assess the implication of FKBP proteins in weak acid tolerance in plants we have generated lines of Arabidopsis thaliana overexpressing two different proteins: yeast FPR1 an Arabidopsis FKBP65 (ROF2). We isolated knock-out mutant rof2 and rof1 from T-DNA mutant seeds collection of Salk institute. Finally we crossed the single mutants to get the double mutant rof1 x rof2. In presence of acetic acid transgenic lines overexpressing any of these genes grew better than wild type plant. On the other hand an AtFKBP65 loss-of-function mutant line showed weak acid sensitivity. We Observed a similar behavior in presence of toxic cations (Norspermidine, Hygromycim B) suggesting a role in K+ transport and we have got the confirmation with the growth al low levels of K+. We excluded the direct participation of plasma membrane ATPase because its activity in rof2 knock out mutant is higher. Furthermore ROF2 overexpression lines show a lower activity than wild-type. With 35S:: ROF2-GFP construction it was possible to see a cytosolic and nuclear cellular distribution that in presence of weak acid condition change: the ROF"-GFP leave the nuclear region. In absence of stress we have observed a gain of apical dominance in 35S::AtFKBP65 mutants and its loss in FKBP65 knock-out line. The roots of AtFKBP65 knock-out mutants have reduced number of lateral roots and exogenous application of IAA was abl
How do plant viruses induce disease? Interactions and interference with host components
(Society for General Microbiology, 2011) Pallás Benet, Vicente; Garcia, J.A; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Ministerio de Ciencia e Innovación; European Commission
[EN] Plant viruses are biotrophic pathogens that need living tissue for their multiplication and thus, in the infection-defence equilibrium, they do not normally cause plant death. In some instances virus infection may have no apparent pathological effect or may even provide a selective advantage to the host, but in many cases it causes the symptomatic phenotypes of disease. These pathological phenotypes are the result of interference and/or competition for a substantial amount of host resources, which can disrupt host physiology to cause disease. This interference/competition affects a number of genes, which seems to be greater the more severe the symptoms that they cause. Induced or repressed genes belong to a broad range of cellular processes, such as hormonal regulation, cell cycle control and endogenous transport of macromolecules, among others. In addition, recent evidence indicates the existence of interplay between plant development and antiviral defence processes, and that interference among the common points of their signalling pathways can trigger pathological manifestations. This review provides an update on the latest advances in understanding how viruses affect substantial cellular processes, and how plant antiviral defences contribute to pathological phenotypes. © 2011 SGM.
Caracterización de mutantes insercionales y somaclonales de tomate y Solanum galapagense alterados en la tolerancia a estrés abiótico y caracteres del desarrollo relacionados
(Universitat Politècnica de València, 2018-07-30) Jáquez Gutiérrez, Marybel; Atarés Huerta, Alejandro; Moreno Ferrero, Vicente; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Dpto. de Biotecnología; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural
Uno de los aspectos fundamentales para mejorar un carácter es el conocimiento de los genes que lo controlan. Para llegar a averiguar cuáles son esos genes una de las alternativas es buscar mutantes en esos caracteres y, a partir de ellos, identificar cuáles son los que han variado respecto del material de partida. En comparación con otras alternativas metodológicas el empleo de la mutagénesis insercional presenta una evidente ventaja ya que si el gen alterado en un mutante queda etiquetado molecularmente se facilita enormemente su posterior identificación. Para identificar genes relacionados con la tolerancia al estrés hídrico y salino en tomate, se ha llevado a cabo el escrutinio de una parte de la colección de líneas T-DNA de tomate y Solanum galapagense. Además de caracterizar fenotípica y genéticamente las líneas identificadas, se ha profundizado en el conocimiento de mutantes que previamente habían sido detectados en nuestro grupo por su relación con estos caracteres. Se han identificado y caracterizado dos nuevos mutantes con alteraciones en su tolerancia al estrés hídrico. Se ha mejorado la caracterización de tres mutantes relacionados con la tolerancia a la salinidad que habían sido identificados previamente. Se han identificado y caracterizado 19 mutantes afectados en caracteres del desarrollo que podrían estar relacionados con la tolerancia a estos tipos de estrés abiótico. Por último, tras la identificación del gen responsable del mutante dor, que tenía alterada su capacidad de enraizamiento y organogénesis adventicia, se ha iniciado su análisis funcional mediante la obtención y análisis de las correspondientes líneas RNAi.
Dose dependent gene expression is dynamically modulated by the history, physiology and age of yeast cells
(Elsevier, 2019-04) Pascual-Ahuir Giner, María Desamparados; González-Cantó, Eva; Juyoux, Pauline; Pable, Julia; Poveda-Huertes, Daniel; Saiz-Balbastre Sandra; Squeo, Sonia; Ureña-Marco, Alvaro; Vanacloig-Pedrós, Elena; Zaragoza-Infante, Laura; Proft, Markus Hans; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Dpto. de Biotecnología; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural; Ministerio de Economía y Competitividad
[EN] Cells respond to external stimuli with transient gene expression changes in order to adapt to environmental alterations. However, the dose response profile of gene induction upon a given stress depends on many intrinsic and extrinsic factors. Here we show that the accurate quantification of dose dependent gene expression by live cell luciferase reporters reveals fundamental insights into stress signaling. We make the following discoveries applying this non-invasive reporter technology. (1) Signal transduction sensitivities can be compared and we apply this here to salt, oxidative and xenobiotic stress responsive transcription factors. (2) Stress signaling depends on where and how the damage is generated within the cell. Specifically we show that two ROS-generating agents, menadione and hydrogen peroxide, differ in their dependence on mitochondrial respiration. (3) Stress signaling is conditioned by the cells history. We demonstrate here that positive memory or an acquired resistance towards oxidative stress is induced dependent on the nature of the previous stress experience. (4) The metabolic state of the cell impinges on the sensitivity of stress signaling. This is shown here for the shift towards higher stress doses of the response profile for yeast cells moved from complex to synthetic medium. (5) The age of the cell conditions its transcriptional response capacity, which is demonstrated by the changes of the dose response to oxidative stress during both replicative and chronological aging. We conclude that capturing dose dependent gene expression in real time will be of invaluable help to understand stress signaling and its dynamic modulation.
Identification and genomic characterization of a novel tobamovirus from prickly pear cactus
(Springer-Verlag, 2020-03) Salgado-Ortiz, Héctor; De La Torre-Almaraz, Rodolfo; Sanchez Navarro, Jesus Angel; Pallás Benet, Vicente; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Agencia Estatal de Investigación; European Regional Development Fund; Universidad Nacional Autónoma de México
[EN] In this work, we describe the complete sequence and genome organization of a novel tobamovirus detected in a prickly pear plant (Opuntia sp.) by high-throughput sequencing, tentatively named "opuntia virus 2". The full genome of opuntia virus 2 is 6,453 nucleotides in length and contains four open reading frames (ORFs) coding for the two subunits of the RNA polymerase, the movement protein, and the coat protein, respectively. Phylogenetic analysis using the complete nucleotide sequence revealed that the virus belongs to the genus Tobamovirus (family Virgaviridae), showing the highest nucleotide sequence identity (49.8%) with cactus mild mottle virus (CMMoV), being indicating that it belongs in the Cactaceae subgroup of tobamoviruses.
Efecto de carbovir-trifosfato sobre la función plaquetaria
(Universitat Politècnica de València, 2016-09-05) Blanch Ruiz, María Amparo; López Gresa, María Pilar; Álvarez Ribelles, Ángeles; Esplugues Mota, Juan Vicente; Álvarez Ribelles, Ángeles; Esplugues Mota, Juan Vicente; Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas; Dpto. de Biotecnología; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural
[ES] Abacavir es un fármaco antirretroviral ampliamente utilizado en el tratamiento contra el SIDA. Se metaboliza en el citoplasma de las células para dar lugar a carbovir-trifosfato, su metabolito activo. Se ha observado que el uso de abacavir está asociado con la aparición de efectos adversos a nivel cardiovascular, en particular con un mayor riesgo de infarto de miocardio. Sin embargo, se desconoce si estos efectos están producidos por abacavir o por carbovir-trifosfato, ni cuales son los mecanismos responsables. La plaqueta tiene un papel fundamental en la patofisiología del infarto de miocardio, siendo una célula fundamental en el desarrollo del trombo que conduce a la isquemia e infarto. En este sentido, recientemente se ha demostrado que abacavir induce tanto interacción plaqueta-endotelio como interacción plaqueta-leucocito. Por tanto el objetivo del presente trabajo es analizar el efecto de carbovir-trifosfato en la función plaquetaria analizando su efecto sobre la agregación plaquetaria, la interacción plaqueta-leucocito, y la interacción plaqueta-endotelio. Esto nos permitirá dilucidar si los efectos de abacavir sobre la función plaquetaria son o no provocados por carbovir-trifosfato y ayudará a explicar el mecanismo por el cual abacavir puede producir toxicidad vascular.