Estudio sobre la percepción del acortamiento del fotoperiodo en hojas de Vitis vinifera L.cv. Thompson Seedless

Abstract

Las plantas de climas templados perciben las variaciones del fotoperíodo para anticiparse a los cambios estacionales que tienen lugar durante el año. Existe una gran cantidad de respuestas gatilladas por las variaciones del fotoperíodo, de las cuales la mejor estudiada ha sido la floración en A. thaliana inducida por el alargamiento del fotoperíodo. También se conocen la tuberización en la papa y el cese del crecimiento y la formación de yemas en el álamo, inducidas por condiciones de día corto. Todas estas respuestas, que ocurren en organismos con hábitos de crecimiento tan distintos, tienen en común el que pueden ser explicadas por un mismo modelo de percepción de las variaciones del fotoperíodo: el modelo de la coincidencia externa. Estudios recientes han logrado establecer que a nivel molecular el vínculo entre estas respuestas es la acción que ejercen los factores de transcripción CONSTANS (CO) y FLOWERING LOCUS T (FT), que junto a los fitocromos son los principales actores en el mecanismo de percepción del largo del día. En este trabajo se identificaron los genes VvPHYA, VvPHYB, VvCO, VvFT y VvMADS8 en el genoma de V. vinifera L. cv. Thompson Seedless, homólogos de los genes de A. thaliana PHYTOCHROME A (PHYA), PHYTOCHROME В (PHYB), CONSTANS (CO), FLOWERING LOCUS T (FT) y SUPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS (SOCI), un gen cuya expresión es inducida por FT. En el cultivar Thompson Seedless la inducción de la endodormancia de yemas es una respuesta gatillada exclusivamente por el acortamiento del fotoperíodo y se ha establecido que el fotoperíodo crítico para esta respuesta es de aproximadamente 14 h, lo cual tiene lugar en el último tercio del mes de Enero, ocurriendo en este período la transición del estado paradormante (PD) de las yemas hacia el estado endodormante (ED). Dado que el acortamiento del fotoperíodo es percibido en las hojas, muestras de hoja fueron colectadas aproximadamente cada 3-6 h, durante un ciclo de 24 h, el 21 de Diciembre, el 23 de Enero y el 12 de Abril, cuando las yermas aún están en estado PD, en la transición hacia el estado ED y cuando las yemas ya se encuentran en estado ED, respectivamente. Los resultados muestran que la expresión de VvPHYA, VvPHYB, VvFT y VvMADS8 es regulada por los cambios en el fotoperíodo, mientras que la expresión de VvCO no cambia con esta variable.

Temperate perennial plants have the ability to perceive the change of photoperiod in order to anticipate seasonal changes occurring through the year. There are many photoperiod dependent responses, induced either by increasing or decreasing photoperiod. The best studied photoperiodical response is flowering in A. thaliana induced by long days. Also other responses are known such as tuberization in potato and growth cessation and bud set in poplar, which are induced by short days. All of these responses, that occur in organisms with very different growing habits, have in common the fact that they can be explained by only one model: the external coincidence model. Recent works have established that the link between all these different responses is the action that exert the transcription factors CONTANS (CO) and FLOWERING LOCUS T (FT), which in concert with phytochromes regulate the mechanism of daylength perception. In this work it was identified the VvPHYA, VvPHYB, VvCO, VvFT and VvMADS8 genes in the V. vinifera L. cv. Thompson Seedless genome, homologues to the A. thaliana genes PHYTOCHROME A (PHYA), PHYTOCHROME В (PHYB), CONSTANS (CO), FLOWERING LOCUS T (FT) y SUPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS (SOC1), a gene whose expression depends on FT induction. It has been demonstrated that in V. vinifera L. cv. Thompson Seedless shortening photoperiod is the only environmental cue that induces the entrance of buds into the endodormant (ED) state, and it has been established that the critical photoperiod for this response is close to 14 h, which happens in last third of January. So in this period transition from paradormant (PD) state of buds to endodormant (ED) state occurs. Given that it is well known that changes in photoperiod are perceived in leaves, leaf samples were collected every 3-6 h approximately in a 24 h cycle in December 21, January 23 and April 12, when buds are still in PD state, in the transition to ED state and when buds are in ED state. Results show that VvPHYA, VvPHYB, VvFT and VvMADS8 expression is regulated by decreasing photoperiod, while VvCO expression is not affected by it.