Evaluation of the role of ethylene in the legume-Rhizobium symbiosis: signalling and biosynthesis
Las leguminosas son fundamentales para la agricultura sostenible debido a su capacidad para establecer una fijación simbiótica de nitrógeno con rizobios, reduciendo así la dependencia de fertilizantes nitrogenados sintéticos y mejorando la resiliencia económica y ambiental de los sistemas agrarios....
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2026 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad Pública de Navarra |
| Repositorio: | Academica-e. Repositorio Institucional de la Universidad Pública de Navarra |
| OAI Identifier: | oai:dnet:academicae__::919c4c61bd47966ec8b099ecbbc05f9f |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2454/56989 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palabra clave: | Leguminosas Rizobios Medicago truncatula Etileno Fijación simbiótica de nitrógeno Crecimiento vegetal Nodulación Legumes Rhizobia Ethylene Symbiotic nitrogen fixation Plant growth Nodulation |
| Sumario: | Las leguminosas son fundamentales para la agricultura sostenible debido a su capacidad para establecer una fijación simbiótica de nitrógeno con rizobios, reduciendo así la dependencia de fertilizantes nitrogenados sintéticos y mejorando la resiliencia económica y ambiental de los sistemas agrarios. La leguminosa modelo Medicago truncatula ofrece un marco sólido para investigar las redes metabólicas y reguladoras que sustentan esta interacción. Entre los reguladores hormonales que integran aspectos ambientales y de desarrollo durante la simbiosis, el etileno se ha convertido en un modulador clave de los procesos de infección y la organogénesis de los nódulos. Sin embargo, a pesar de la considerable evidencia fisiológica, los mecanismos que rigen la inducción de etileno en respuesta a señales simbióticas y su integración en el programa de nodulación todavía están descritos solo parcialmente. Para abordar este vacío de conocimiento, primero realizamos una identificación y curación sistemática de los genes que codifican las 1-aminociclopropano-1-carboxilato sintasas y oxidasas (ACS y ACO) en M. truncatula, unificando la nomenclatura inconsistente y eliminando las anotaciones incorrectas o ambiguas. Este conjunto de genes refinado proporciona una base sólida para posteriores análisis regulatorios y experimentales. A partir de este catálogo seleccionado, empleamos enfoques computacionales basados en métodos convencionales e inteligencia artificial para predecir las relaciones regulatorias, priorizar las regiones promotoras candidatas de los genes MtACS asociados con el programa y guiar una validación experimental dirigida. Paralelamente, optimizamos los protocolos de trabajo de laboratorio en M. truncatula, incluyendo el establecimiento de un ensayo de desplazamiento de movilidad electroforética (EMSA) para examinar las interacciones proteína-ADN entre el factor de transcripcion Nodule inception (NIN), un regulador clave inducido en la señalización por factores Nod y los promotores ACS. La combinación de recursos genómicos seleccionados, predicciones in silico y ensayos de unión in vitro permitió una evaluación in vivo específica de la biosíntesis de etileno durante la nodulación. En particular, la evaluación del doble mutante Mtacs2Mtacs6 proporcionó un marco para determinar su contribución al crecimiento vegetal, la nodulación y la eficiencia de la fijación simbiótica de nitrógeno. La reducción significativa de ACC específicamente dentro de los nódulos del mutante doble indica un mecanismo regulador localizado de la biosíntesis de etileno durante el desarrollo simbiótico. Finalmente, demostramos que el factor de transcripción de nodulación NIN transactiva directamente el promotor MtACS2, estableciendo una conexión directo entre la percepción de la señal simbiótica y la biosíntesis de etileno durante el desarrollo del nódulo en M. truncatula. Este conocimiento apoya directamente los Objetivos de Desarrollo Sostenible relacionados con la seguridad alimentaria y la agricultura sostenible (ODS 2), los sistemas de producción responsables (ODS 12) y la acción climática (ODS 13). |
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