Grupos de investigación

Grupo: Metabolismo hormonal y regulación del desarrollo de las plantas

PERSONAL

 Isabel López Díaz………..Científico Titular

Esther Carrera Bergua.....Contratado Doctor

 

OBJETIVOS CIENTÍFICOS

El objetivo general de nuestra investigación es comprender el papel de las hormonas vegetales en la regulación del desarrollo de las plantas. A lo largo de los últimos años hemos estudiado la regulación hormonal de distintos procesos de desarrollo abordando principalmente el papel de las giberelinas, su modo de acción y su interacción con otras hormonas en distintas especies vegetales: guisante (Pisum sativum), tabaco (Nicotiana tabacum) y tomate (Solanum lycopersicum L).

En la actualidad estamos utilizando el cultivar Micro-Tom de tomate, como un sistema experimental debido a su pequeño tamaño, su corto ciclo de vida y la facilidad de transformación genética, además del alto valor agronómico de esta especie. En nuestro laboratorio disponemos de un gran número de líneas transgénicas o mutantes con alteraciones en el metabolismo o señalización de giberelinas, auxinas, citoquininas, jasmónico, salicílico y brasinosteroides, así como líneas delatoras para la síntesis o respuestas a giberelinas y auxinas. Con estas líneas estamos abordando el papel y las interacciones entre las distintas hormonas, principalmente las giberelinas, en el control del desarrollo de óvulos, frutos y ramas laterales. También estudiamos los cambios inducidos por el ambiente en el metabolismo hormonal y su papel en las respuestas al estrés, en distintas especies modelos o de interés agronómico, en colaboración con otros grupos de diversos países. En gran parte de estos trabajos hacemos uso de las facilidades del Laboratorio de Análisis de Fitohormonas del IBMCP (con un equipo de LC-MS de última generación) que está bajo nuestra supervisión y gestión, además de dar servicio a la comunidad científica de española.

RESULTADOS RECIENTES: Hemos estudiado las relaciones entre el metabolismo de giberelinas y auxinas con el desarrollo del fruto de tomate, así como con la inducción de partenocarpia. Hemos establecido el papel limitante de la enzima de GA 20-oxidasa en la regulación de los niveles de giberelinas activas que controlan la elongación del tallo (5). Además hemos puesto de manifiesto el papel inhibidor que las giberelinas tienen en la ramificación lateral del tomate. Este papel esta mediado por las enzimas GA 2-oxidasas, que se expresan en las yemas axilares, y que inactivan las giberelinas activas (7). En todos los procesos controlados de forma positiva o negativa por giberelinas, que hemos estudiado, la acción de esta hormona está mediada por un único represor DELLA, codificado por el gen procera de tomate (3). Actualmente, a través del proyecto BIO2014-55946, estamos estudiando el papel de las giberelinas en el control de la morfogénesis de los óvulos de tomate en colaboración o interaccionando con otras hormonas como auxinas, brasinosteroides y citoquininas (1). Además colaboramos con otros grupos en proyectos que tienen el metabolismo hormonal como factor central en la regulación de los procesos de estudio. Así participamos en el proyecto AGL2014-55177-R para determinar el papel del metabolismo hormonal en la embriogénesis de microsporas de Solanáceas (2). En colaboración con otros grupos, hemos estudiado el transporte de giberelinas (8) o su papel en las respuestas a salinidad (11), a sequia o a déficit nutricional (10). También hemos estudiado la relación del metabolismo de giberelinas con el metabolismo de carotenoides (9).

PROYECTOS VIGENTES

1. Las giberelinas en el control de la morfogénesis de los óvulos . Entidad financiadora: Plan Nacional de I+D+i (BIO2014-55946). IP: Miguel Angel Perez Amador

2. Nuevas vías de mejora de la embriogénesis de microsporas en solanáceas recalcitrantes: estudio de la autofagia, la upr y la regulación hormonal. Entidad financiadora: Plan Nacional de I+D+i (AGL2014-55177-R). IP: Jose Maria Seguí

 

PUBLICACIONES EN LOS ÚLTIMOS CINCO AÑOS ( 2012 al 2016)

3. Carrera E, Ruiz-Rivero O, Peres LEP, Atares A, García-Martinez JL. Characterization of the procera Tomato Mutant Shows Novel Functions of SlDELLA Protein in the Control of Flower Morphology, and Cell Division and Expansion and Auxin-Signalling Pathway During Fruit-Set and Development. Plant Physiology 160: 1581-1596 (2012).

4. Garcia-Lor A, García-Martinez JL, Perez-Amador MA. Identification of ovule and seed genes from Citrus clementina. Tree Genetics & Genomes 8: 227-235 (2012)

5. García-Hurtado N, Carrera E, Ruiz-Rivero O, López-Gresa MP, Hedden P, Gong F, García-Martínez JL. The characterization of transgenic tomato overexpressing gibberellin 20-oxidase reveals induction of parthenocarpic fruit growth, higher yield, and alteration of the gibberellin biosynthetic pathway. J. Exp. Bot. 63: 5803-5813 (2012)

6. Andrés, F.; Porri, A.; Torti, S.; Mateos, J.; Romera-Branchat, M.; García-Martínez, Jl; Fornara, F.; Gregis, V.; Kater, Mm; Coupland, G. Short vegetative phase reduces gibberellin biosynthesis at the arabidopsis shoot apex to regulate the floral transition. Proc Natl Acad Sci U S A, 111(26), 2760-2769 (2014)

7. Martinez-Bello L, Moritz T, Lopez-Diaz I. Silencing C19-GA 2-oxidases induces parthenocarpic development and inhibits lateral branching in tomato plants. J. Exp. Bot. 66 (19): 5897-5910 (2015)

8. Regnault T, Davière J, Wild M, Sakvarelidze-Achard L, Heintz D, Carrera Bergua E, Lopez Diaz I, Gong F, Hedden P, Achard P . The gibberellin precursor GA12 acts as a long-distance growth signal in Arabidopsis. Nat Plants. 1(6):15073 (2015).

9. Moreno JC, Cerda A, Simpson K, Lopez-Diaz I, Carrera E, Handford M, and Stange CR. Increased Nicotiana tabacum fitness through positive regulation of carotenoid, gibberellin and chlorophyll pathways promoted by Daucus carota lycopene β-cyclase (Dclcyb1) expression. J Exp Bot. 67 (8): 2325-2338 (2016).

10. Wild M, Davière JM, Regnault T, Sakvarelidze-Achard L, Carrera E, Lopez Diaz I, Cayrel A, Dubeaux G, Vert G, Achard P. Tissue-specific regulation of gibberellin signaling fine-tunes Arabidopsis iron deficiency responses. Dev Cell. 18; 37(2):190-200 (2016).

11. Kazachkova Y, Khan A, Acuna T, López-Díaz I, Carrera E, Khozin-Goldberg I, Fait A and Barak S. Salt Induces Features of a Dormancy-Like State in Seeds of Eutrema (Thellungiella) salsugineum, a Halophytic Relative of Arabidopsis. Front. Plant Sci.7: p1071 03 August (2016).

Metabolismo hormonal y regulación del desarrollo de las plantas

Investigadores

Personal Contratado y Becarios

Visitantes

Estudiantes de Master/ Universidad Politecnica de Valencia

  • Javier López Martinez. Tesis de Master presentada en Enero de 2017
  • Joan Freixas. Realizando su Tesis de Master

Estudiantes de Grado en Biotecnología/ TFG

  • Carlos Bravo Buitrago. TFG curso 2016/2017.  Universidad Catolica de Valencia

Estudiantes de Biotecnología en practicas curriculares

  • Laura Viñals.  curso 2016/2017. Universidad de Valencia
  • Itziar Estrada.  curso 2016/2017. Universidad de Valencia

Visitantes extrajeros

  • Lucas Gaion/. Estudiante de doctorado /UNESP/FCAV-Jaboticabal-SP Brasil.   May-July 2016
  • Lavelle A,; Gath N, Devisetty U, Carrera E,  López-Díaz I, Blazquez M, Maloof J.  (2018)
    The Role of a Class III GA 2-Oxidase in Tomato Internode Elongation

    The Plant Journal. DOI:10.1111/tpj.14145

  • Silva GFF, Silva EM, Correa JPO, Vicente MH, Jiang N, Notini MM, Junior AC, De Jesus FA, Castilho P, Carrera E, López-Díaz I, Grotewold E, Peres LEP, Nogueira FTS (2018)
    Tomato floral induction and flower development are orchestrated by the interplay between gibberellin and two unrelated microRNA-controlled modules

    New Phytol. DOI:10.1111/nph.15492

  • da Silva EM, Silva GFFE, Bidoia DB, da Silva Azevedo M, de Jesus FA, Pino LE, Peres LEP, Carrera E, López-Díaz I, Nogueira FTS. (2017)
    microRNA159-targeted SlGAMYB transcription factors are required for fruit set in tomato.
    The Plant Journal. 92(1): 95-109
  • Moreno JC, Cerda A, Simpson K, Lopez-Diaz I, Carrera E, Handford M, Stange C (2016)
    Increased Nicotiana tabacum fitness through positive regulation of carotenoid, gibberellin and chlorophyll pathways promoted by Daucus carota lycopene beta-cyclase (Dclcyb1) expression

    Journal of Experimental Botany 67: 2325-2338

  • Kazachkova Y, Khan A, Acuña T, López-Díaz I, Carrera E, Khozin-Goldberg I, Fait A, Barak S (2016)
    Salt Induces Features of a Dormancy-Like State in Seeds of Eutrema (Thellungiella) salsugineum, a Halophytic Relative of Arabidopsis
    Front Plant Sci 7:1071
  • Wild M, Daviere JM, Regnault T, Sakvarelidze-Achard L, Carrera E, Lopez I; Cayrel A, Dubeaux G, Vert G, Achard P (2016)
    Tissue-Specific Regulation of Gibberellin Signaling Fine-Tunes Arabidopsis Iron-Deficiency Responses

    Developmental Cell 37: 190-200

  • Martinez-Bello L, Moritz T, Lopez-Diaz I (2015)
    Silencing C19-GA 2-oxidases induces parthenocarpic development and inhibits lateral branching in tomato plants
    Journal of Experimental Botany 66: 5897-5910
  • Regnault T, Davière J, Wild M, Sakvarelidze-Achard L, Heintz D, Carrera Bergua E, Lopez Diaz I, Gong F, Hedden P, Achard P (2015)
    The gibberellin precursor GA12 acts as a long-distance growth signal in Arabidopsis
    Nature Plants 1:15073
  • Andrés F, Porri A, Torti S, Mateos J, Romera-Branchat M, García-Martínez JL, Fornara F, Gregis V, Kater MM, Coupland G (2014)
    SHORT VEGETATIVE PHASE reduces gibberellin biosynthesis at the Arabidopsis shoot apex to regulate the floral transition
    Proceedings of the National Academy of Sciences 111:E2760-9
  • Carrera E, Ruiz-Rivero O, Peres LEP, Atares A, Garcia-Martinez JL (2012)
    Characterization of the procera Tomato Mutant Shows Novel Functions of SlDELLA Protein in the Control of Flower Morphology, and Cell Division and Expansion and Auxin-Signalling Pathway During Fruit-Set and Development

    Plant Physiology 160: 1581-1596

Molecular interactions between ethylene and gibberellin pathways in plants (INTEGA) (HPRN-CT2000-00090), 01-01-2000/31-12-2003.
Entidad financiadora: 
Comunidad Europea.
IP: 
D.Van der Straeten
Evaluación del potencial biotecnológico de genes del metabolismo de giberelinas para modificar la altura y la capacidad partenocárpica de las planta (BIO2000-1436), 01-01-2000/31-12-2003.
Entidad financiadora: 
Plan Nacional de I+D, Biotecnología
IP: 
Jose Luis García Martínez
Regulacion hormonal del desarrollo reproductivo: papel de las giberelinas y su interaccion con auxinas. (BIO2006-13437)
Entidad financiadora: 
Plan Nacional I+D Biotecnología
IP: 
Jose Luis García Martínez
Control hormonal de la fructificacion en tomate (BIO2009-07968)
Entidad financiadora: 
Ministerio de Ciencia e Innovación
IP: 
Jose Luis Garcia Martinez

LAS GIBERELINAS EN EL CONTROL DE LA MORFOGENESIS DE LOS OVULOS

Entidad financiadora: 
Plan Nacional de I+D+i (BIO2014-55946)
IP: 
MIGUEL ANGEL PEREZ AMADOR
NUEVAS VIAS DE MEJORA DE LA EMBRIOGENESIS DE MICROSPORAS EN SOLANACEAS RECALCITRANTES: ESTUDIO DE LA AUTOFAGIA, LA UPR Y LA REGULACION HORMONAL
Entidad financiadora: 
Plan Nacional de I+D+i (AGL2014-55177-R)
IP: 
Jose Maria Seguí
Papel de la GA-20oxidasa en la fructificación del tomate
Año: 
2016
Nombre: 
Miriam Gallego García
Universidad: 
Universidad Politécnica de Valencia
Dirigida por: 
José Luis García Martínez
Tipo: 
Tesis Doctorales
Estudio del papel de los enzimas de catabolismo GA 2-oxidasas en el desarrollo de tomate (Solanum lycopersicum L.)
Año: 
2014
Nombre: 
Liliam Martínez Bello:
Universidad: 
Universidad Politecnica de Valencia
Dirigida por: 
Isabel López Díaz
Tipo: 
Tesis Doctorales
Efecto de la sobreexpresión y el silenciamiento de genes del metabolismo de giberelinas en el desarrollo del tabaco
Año: 
2008
Nombre: 
Gallego Giraldo, Lina
Universidad: 
Universitat Politecnica de Valencia
Dirigida por: 
López Díaz, Isabel
Tipo: 
Tesis Doctorales
Análisis transcripcional del desarrollo vegetativo de cítricos y su regulación por giberelinas
Año: 
2008
Nombre: 
Huerta, Laura
Universidad: 
Universitat Politecnica de Valencia
Dirigida por: 
García-Martínez, Jose Luis; Pérez-Amador, Miguel Angel.
Tipo: 
Tesis Doctorales
Interacción de giberelinas y auxinas en la fructificación del tomate
Año: 
2008
Nombre: 
Serrani, Juan Carlos
Universidad: 
Universitat Politecnica de Valencia
Dirigida por: 
García Martínez, Jose Luis
Tipo: 
Tesis Doctorales
Silenciamiento de genes de biosíntesis de giberelinas mediante RNA antisentido y ribozimas y caracterización del mutante hkt1 de Arabidopsis
Año: 
2003
Nombre: 
Pérez Gómez, José
Universidad: 
Universidad Politécnica de Valencia, ETSIA
Dirigida por: 
García-Martínez, Jose Luis
Tipo: 
Tesis Doctorales
Aislamiento de genes de la síntesis e inactivación de giberelinas en adelfa y estudio de sus aplicaciones biotecnológicas
Año: 
2003
Nombre: 
Úbeda Tomás, Susana
Universidad: 
Universidad de Valencia
Dirigida por: 
López Díaz, Isabel
Tipo: 
Tesis Doctorales
lonaje y caracterización de una ent-copalil difosfato sintasa de citrange Carrizo y efecto de su expresión en plantas de tabaco
Año: 
2003
Nombre: 
Alapont Asensio, Carmen Pilar
Universidad: 
Universidad Politécnica de Valencia, ETSIA
Dirigida por: 
García-Martínez, Jose Luis; Talón, Manuel
Tipo: 
Tesis Doctorales
Papel de las fitohormonas en el cuajado y desarrollo partenocárpico del fruto en tomate
Año: 
2002
Nombre: 
Proaño Tuma, Karina
Universidad: 
Universidad Politécnica de Valencia, ETSIA
Dirigida por: 
García-Martínez, Jose Luis; Fos, Mariano.
Tipo: 
Tesis Doctorales
Efectos hormonales correlativos relacionados con el crecimiento del tallo y el desarrollo del fruto en guisante (Pisum sativum L.)
Año: 
2001
Nombre: 
Fichet Lagos, Thomas
Universidad: 
Universidad Politécnica de Valencia, ETSIA
Dirigida por: 
García-Martínez, Jose Luis
Tipo: 
Tesis Doctorales
Regulación Hormonal del Desarrollo Reproductivo del Tomate
junio2016