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En poblaciones vegetales de alta densidad, es de vital importancia para las plantas ajustar sucrecimiento y desarrollo en respuesta a señales lumínicas percibidas por proteínas fotorreceptoras. Estos fotorreceptores actúan percibiendo cambios cualitativos y cuantitativos de la luz en loscanopeos, y activan varias vías de señalización cuyas respuestas tienen consecuencias importantespara la interacción de las plantas entre sí y con otros organismos. En esta tesis se abordó el estudiode cómo las bajas relaciones Rojo/Rojo Lejano (R/RL) o la disminución de la luz azul, querepresentan señales de competencia (futura o presente), desencadenan respuestas adaptativasfundamentales asociadas con la habilidad competitiva y la capacidad de defensa. La inactivación delfitocromo B (phyB) por bajas relaciones R:RL, es el evento principal que activa el Síndrome de Escape al Sombreado (SAS), aún en situaciones en las que las plantas no han sido efectivamentesombreadas por plantas vecinas. Cuando la sombra es efectiva, en canopeos de mayor área foliar,también disminuye la cantidad de luz azul, aunque las consecuencias fisiológicas de este cambio enel ambiente lumínico son menos conocidas. Experimentos fisiológicos y genéticos llevados a caboen esta tesis, empleando Arabidopsis thaliana, demuestran que la disminución de la irradiancia deluz azul es suficiente para activar el típico crecimiento elongado del SAS, y que el fotorreceptorinvolucrado en esta respuesta es el criptocromo 1 (cry1). A su vez, se encontró que la vía deseñalización reclutada por la inactivación de cry1 en las respuestas SAS, requiere de PIF4 y PIF5,pero que a diferencia de la vía de señalización del SAS disparada por la inactivación del phyB, norequiere TAA1. Otro fenómeno común en ambientes lumínicos que conducen a la inactivación dephyB es la atenuación en la producción de defensas anti-herbívoro o contra microorganismospatógenos. Este fenómeno es en parte una consecuencia de la pérdida de sensibilidad de los tejidosa la hormona de defensa ácido jasmónico (JA). Los mecanismos moleculares involucrados podríanser varios, y en esta tesis se estudió el rol de la proteína JAZ10, represora de la vía de JA, en elmecanismo que vincula la inactivación del phyB con la reducción en la sensibilidad a JA. Seencontró que el RL actúa estabilizando a JAZ10, lo que explica, al menos en parte, porqué lasdefensas están atenuadas cuando phyB es inactivado. Existe un creciente interés en comprender losmecanismos que permiten a las plantas activar respuestas adaptativas al enfrentar, en formasimultánea, un conjunto de factores de estrés, como la competencia con otras plantas y los ataquesde organismos heterótrofos. Los resultados obtenidos en esta tesis aportan elementos de importanciapara entender las bases fisiológicas de algunas de estas respuestas. Este conocimiento, desarrolladoen Arabidopsis como especie de referencia, podrá emplearse en el futuro para el desarrollo decultivos que, por ejemplo, expresen sistemas de defensa robustos en un amplio rango de densidadesde siembra. In dense plant populations, it is important for plants to adjust their growth and developmentin response to the light signals perceived by photoreceptor proteins. These photoreceptors have arole in sensing changes in the canopy light environment, and activate several signaling pathways,whose final responses have important consequences to the interaction between plants and otherorganisms. This thesis focuses on the effect of low red to far red (R:FR) ratios and blue lightattenuation, which are signals of competition, on adaptative responses associated with competitiveability and plant defense. Phytochrome B (phyB) inactivation by low R:FR ratios is the main eventleading to the Shade Avoidance Syndrome (SAS), even before the plants are shaded by theirneighbors. When shading among neighboring plants becomes intense, in canopies with elevated leafarea, blue light irradiance is also attenuated, but the physiological consequences of this change inthe light environment are less well understood. Physiological and genetic experiments reported inthis thesis demonstrate that blue light attenuation is enough to promote typical SAS responses inrosettes of Arabidopsis thaliana, and that the blue light photoreceptor involved in this response iscryptochrome 1 (cry1). In turn, it was found that the signaling pathway recruited by cry1inactivation to promote SAS requires the proteins PIF4 and PIF5 but, in contrast with the SASpathway triggered by phyB inactivation, it does not require TAA1. Another common response tocanopy shade is the reduced production of plant defenses against pathogens and herbivorous insects. This phenomenon is partly a consequence of the loss of tissue sensitivity to the defense hormonejasmonic acid (JA) in plants exposed to low R:FR ratios. The experiments reported here addressedthe role of the JAZ10 protein, a transcriptional repressor of the JA signaling pathway. It was foundthat low R:FR ratios stabilize JAZ10, which contributes to explain why JA responses are attenuatedwhen phyB is inactivated. There is growing interest for understanding how plants activate adaptiveresponses to cope with multiple biotic stressors. The results obtained in this thesis provideimportant elements to understand the molecular mechanisms that are behind some of theseresponses. This knowledge, developed in Arabidopsis as a reference model, may be used in thefuture for the development of crop plants with improved performance in high-density agriculturalsystems. Fil: Keller, Mercedes Magdalena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

El desarrollo de las plantas es un proceso que ocurre bajo fluctuaciones del ambiente lumínico que son percibidas por fotorreceptores específicos, principalmente los fitocromos phyA y phyB, y los criptocromos cry1 y cry2. El estudio de las respuestas de mutantes simples y múltiples de fotorreceptores en diferentes condiciones lumínicas es una herramienta muy útil para analizar las vías de señalización. Este trabajo de tesis tuvo como objetivo principal estudiar los mecanismos moleculares y bioquímicos de la transducción de señales lumínicas mediadas por fitocromos y criptocromos durante el desarrollo de Arabidopsis thaliana. En el primer capítulo estudiamos la participación de la subunidad α de la proteína G heterotrimérica (GPA1) en los caminos de señalización de los fotorreceptores. Los mutantes cry1 fueron los únicos simples mutantes que mostraron una reducción en la unión de GTPγS35, a niveles similares a los observados en el mutante gpa1. Hallamos interacción génica entre cry1 y GPA1 en la apertura del gancho apical en oscuridad y en la acumulación de antocianas en luz azul. Estas respuestas fueron dependientes de la presencia de sacarosa en el medio. Análisis moleculares nos llevaron a proponer un modelo en el que la posible modificación posttraduccional de GPA1 mediada por cry1 alteraría su actividad. En el segundo capítulo realizamos un estudio comparativo de los perfiles proteicos entre plántulas cuádruples mutantes phyA phyB cry1 cry2 y plántulas salvajes utilizando la técnica de geles bidimensionales. La identificación de proteínas sub-expresadas en el cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 fue consistente con la drástica reducción en la tasa fotosintética, el contenido de clorofila y el concomitante retraso en el desarrollo del mutante. Las proteínas sobreexpresadas en el cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 estuvieron involucradas en respuesta a estrés por temperatura y por sequía. Sin embargo, sólo la expresión de éstas proteínas no permitió explicar el comportamiento del cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 en condiciones de estrés. La reducción en la cantidad relativa de ácidos grasos insaturados de las membranas del cuádruple mutante phyA phyB cry1 cry2 fue consistente con una mayor sensibilidad a un shock de bajas temperaturas y una mayor tolerancia a un shock de altas temperaturas. Las posibles significancias fisiológicas y ecológicas de estos resultados son discutidas en esta tesis. Plant development is a process that occurs under fluctuating light environment which is perceived by specific photoreceptors, mainly by phytochromes phyA and phyB, and cryptochromes cry1 and cry2. The study of the behaviour of simple and multiple photoreceptor mutants in different light conditions is a useful tool to analyze signalling pathways. The main objective of this thesis was to study the molecular and biochemical transduction of light signalling mediated by phytochromes and cryptochromes during Arabidopsis thaliana development. In the first chapter we studied the involvement of the α- subunit of the Heterotrimeric G protein (GPA1) in photoreceptors signalling pathways. cry1 mutants were the only single mutants that showed GTPγS35 binding reduction, at similar levels to that observed for the gpa1 mutant. We found genetic interaction between cry1 and GPA1 on apical hook opening in darkness and anthocyanin accumulation under blue light. These responses were dependent on the presence of sucrose. Molecular approaches conducted us to propose a model where a potential post-translational modification of GPA1 mediated by cry1 would alter its activity. In the second chapter we made a comparative study of the protein profiles between the phyA phyB cry1 cry2 quadruple mutant and wild type seedlings using the two-dimensional gel electrophoresis technology. Under-expressed proteins in the phyA phyB cry1 cry2 quadruple mutant were consistent with the drastic reduction in photosynthetic rates, reduced chlorophylls contents and retarded development in the mutants. Over-expressed proteins were involved in temperature and drought stresses. However, the expression of these proteins does not explain the phyA phyB cry1 cry2 quadruple mutant behaviours under stress conditions. The reduction in the relative contents of unsaturated fatty acid of the phyA phyB cry1 cry2 quadruple mutant membranes was consistent with its sensitivity to a low temperature shock and its tolerance to a high temperature shock. The physiological and ecological significance of these results are discussed in this thesis. Fil: Fox, Ana Romina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Se realizó un experimento para examinar los efectos de la calidad de luz sobre la calidad de la fruta en fresa (Fragaria sp cv. Chandler), establecida en invernadero. Se probaron cinco filtros de polipropileno de colores diferentes (rojo, amarillo, azul, verde, y transparente), con plantas sin cobertura como control. En los frutos se determinó el peso fresco y seco, longitud y ancho, sólidos solubles totales (SST), pH, acidez titulable (AT) e índice de madurez (IM). Todas las variables evaluadas fueron afectadas significativamente por los filtros espectrales, con excepción del pH del jugo. El crecimiento del fruto fue fuertemente influenciado por la cobertura verde. Bajo la cobertura amarilla las plantas incrementaron el peso fresco de los frutos y el IM. La cobertura azul redujo el contenido de SST en los frutos, así como el IM. La longitud y ancho de los frutos aumentaron con la cobertura roja. La cobertura transparente incrementó los SST y la AT. Para ciertas variables los resultados no fueron suficientemente concluyentes como para proponer este nuevo sistema de producción en el cultivo de fresa en los altiplanos tropicales; sin embargo, sería importante evaluar esta técnica de producción en regiones con mayor iluminación que la región donde se desarrolló este estudio. An experiment was carried out to examine the effects of light quality on the fruit quality in strawberry (Fragaria sp cv. Chandler) established in glasshouse. Five different colored polypropylene filters (red, blue, yellow, green and clear) were tested, with plants growing without cover as control. Fresh and dry weight, length and width, total soluble solids (TSS), pH, titratable acidity (TA) and maturity index (MI), were measured on fruits. All evaluated variables were significantly affected by the spectral filters, except the pH of the juice. The fruit growth was strongly reduced by green cover. Under the yellow cover plants enhanced the fresh weight of fruits and the MI. The blue cover reduced the TSS content in fruits as well as the MI. The length and width of fruits were improved by the red cover. The clear cover increased the TSS and the TA. For certain variables, the results were no enough conclusive to propose this new production system in the strawberry crop in the tropical highlands; however, it would be important to assess this production technique in regions with higher irradiance to the region where this study was done.

Las plantas han desarrollado complejos sistemas que les permiten percibir el ambiente lumínico. Los resultados expuestos en este trabajo proponen mecanismos por los cuales la compleja red de señalización regula el crecimiento de las plántulas integrando señales lumínicas. El primero se refiere a la acción sinérgica de la luz azul y la luz roja. En plántulas de Arabidopsis cultivadas en luz roja (condición que activa a phyB), un corto suplemento de luz azul activa a cry1 generado así una respuesta sinérgica. En esta tesis encontré que el mecanismo de integración implica la activación de reguladores positivos como HY5, HYH, SPA1 y SPA4 por medio de los criptocromos al percibir una señal transitoria de luz azul. Luego de esta señal, los genes HY5, HYH, SPA1 y SPA refuerzan la señalización mediada por phyB. Como phyB se mantiene activo en oscuridad, el sinergismo permite la persistencia de los procesos que llevan a la autotrofía durante la noche. En la segunda parte, investigué la integración de señales fluctuantes de sombreado vegetal. Cuando una plántula crece en sombra, distintos genes de respuesta a hormonas y genes involucrados en la señalización de la luz como PIF4, PIF5 (que promueven el alargamiento del hipocotilo) aumentan su expresión. Cuando una plántula que estaba creciendo en sombra percibe luz no filtrada por plantas vecinas, aumentan los niveles de expresión de HY5. HY5 podría regular negativamente la señalización de auxinas e inhibir la expresión de reguladores positivos del crecimiento como son PIF4, PIF5, HAT2, PKS4, LHY y CCA1 evitando que se genere la respuesta máxima a la sombra. En ambos casos se observa como las plantas integran señales ambientales mediante la conexión de distintas vías de señalización. Plants have developed complex systems that allow them to perceive the light environment. The results presented in this work proposes mechanisms by which the complex signaling network regulates the seedlings growth integrating light signals. The first relates to the synergistic action of blue light and red light. In Arabidopsis seedlings grown under red light (condition that activate phyB), a short supplement of blue light activate cry1 and generated a synergistic response. In this thesis I found that the mechanism of integration involves the activation of positive regulators such as HY5, HYH, SPA1 and SPA4 through the perception of transient signal of blue light by cryptochrome. After this signal, genes HY5, HYH, SPA1 and SPA reinforce the phyB-mediated signaling. Because phyB is active in darkness, synergism allows the persistence of the processes that lead to autotrophy during night. In the second part, I researched the integration of shade fluctuating signals. When a seedling grows in shade, several hormone-response genes and genes involved in signaling of light as PIF4, PIF5 (that promote hypocotyl elongation) increase their expression. When a seedling that was growing in shade perceived unfiltered light by neighboring plants, increase the expression levels of HY5. HY5 could negatively regulate auxin signaling and inhibit the expression of positive regulators of growth such as PIF4, PIF5, HAT2, PKS4, LHY and CCA1 preventing shade maximal response. Both cases shows how plants integrate environmental signals by connecting different signaling pathways. Fil: Sellaro, Romina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

El objeto de estudio del presente trabajo es la regulación de la expresión de genes por la luz enplantas. Dos familias de fotorreceptores ya han sido identificadas, los fitocromos que absorben en laregión del rojo y rojo lejano del espectro, y los criptocromos que absorben en la región del UV-A-azul. En Arabidopsis thaliana han sido caracterizados cinco fitocromos (phyA, phyB, phyC, phyD yphyE) y dos criptocromos (cry1 y cry2). Me he centrado en la regulación transcripcional del gen Lhcbl*2 como sistema modelo. Deleciones del promotor Lhcbl*2 fueron fusionadas a un genreportero y empleadas para transformar plantas de tabaco y Arabidopsis via Agrobacteriumtumefaciens. La T1 fue utilizada en experimentos fisiológicos y se determinó que al menos cuatrofotorreceptores, phyA, phyB, cryl y al menos otro criptocromo están involucrados en la regulacióndel gen Lhcbl *2. Es sabido que los fitocromos operan fisiológicamente en tres modos de acción quedifieren en los requerimientos de flujo, duración y calidad de luz: el modo VLFR ("very low fluenceresponse"), LFR ("low fluence response") y HIR ("high irradiance response"). Las bases molecularespara esta diferencia no se conocen. phyA es responsable de la VLFR y HIR, mientras que phyB lo espor la LFR. Se ha demostrado que los niveles de ARNm de los genes Lhcb l es regulado por los tresmodos de acción de los fitocromos. Como los genes Lhcb l comprenden una familia extensa esteresultado podría ser el resultado de muchos genes siendo regulados de forma diferente. En estetrabajo demuestro que los tres modos de acción de los fitocromos pueden regular la expresión de unúnico gen, el Lhcbl*2. Inclusive, 146 bp de este promotor son suficientes para responder a los tresmodos de acción mencionados. Usando plantas transgénicas de Arabidopsis thaliana deficientes enphyA o phyB he observado que ambos fotorreceptores están involucrados en la regulación de laexpresión del gen Lhcbl*2 y que simultaneamente existen interacciones sinérgicas y antagónicasentre ambos fotorreceptores en la regulación de la expresión del gen mencionado. La interaccióndepende del modo de acción de phyA (VLFR es antagónica, mientras que la HIR es más sinérgica),mientras que phyB por si solo no puede mostrar el mismo nivel de interacción. Finalmente el análisisde un mayor número de deleciones del promotor Lhcbl*2 indica que diferentes elementos que actuanen cis pueden estar involucrados en la HIR (phyA) comparado con la LFR (phyB) y VLFR (phyA). En conjunto estos datos sugieren fuertemente que los fitocromos A y B controlan la expresión de unúnico promotor por vías diferentes. En este momento la cadena de transducción de la señal percibida por los fitocromos esdesconocida. Inclusive si alguno de los elementos centrales de esta cadena son caracterizados en unfuturo cercano, todavía habrá que hacer un considerable esfuerzo para poder entender como estos yotros factores interaccionan bajo diferentes condiciones permitiendo a las plantas responder conprecisión a los factores ambientales. The subject of the present work is the regulation of gene expression by light in plants. Twomajor families of plant photoreceptor genes have already been identified. The red and far redabsorbingpigments called phytochromes and the blue/UVA-absorbing cryptochromes. In Arabidopsisthaliana, five phytochrome family members (phyA, phyB, phyC, phyD and phyE) and twocryptochromes (cry1 and cry2) have been described. I have focused on transcriptional regulation ofthe tobacco Lhcbl*2 gene as a model system. I have obtained deletion derivatives of the Lhcbl*2promoter, fused to a reporter gene, and introduced them both in tobacco and Arabidopsis, using Agrobacterium lumefaciens-mediated transformation. I have used T1 transgenic plants forphysiological experiments and have found that at least four photoreceptors, phyA, phyB, cryl andanother cryptochrome are involved in the regulation of the Lhcbl*2 gene. It is known thatphytochromes operate in three different physiological modes of action that differ in fluence, durationand wavelength requirements. The very low fluence response (VLFR) mode, the low fluence response (LFR) mode and the high irradiance response (HIR) mode. The molecular basis of this heterogeneityis not known. phyA is responsible for VLFR and HIR, and phyB for LFR. The mRNA level of Lhcb lgenes has been shown to be regulated by the three phytochrome action modes. As Lhcbl genescomprise an extended family this fact could be the result of several genes being regulated differently. I report here that the three phytochrome action modes can operate in the regulation of thetranscription of a single Lhcbl gene. Further-more, 146 bp fragment of the Lhcbl*2 gene promoter issufficient to show the three phytochrome action modes. Using transgenic Arabidopsis mutants lackingphyA or phyB I have observed that both photoreceptors are involved in the regulation oftranscriptional activity of the Lhcbl*2 gene and that there exist synergistic and antagonisticinteractions between phyA and phyB in the control of Lhcbl *2 gene expression. The signal of thisinteraction depends on the mode of action of phyA (the VLFR mode is antagonistic whereas the HIRmode is synergistic) and phyB itself is unable to show at least the same degree of interaction. Finally,the continued deletion analysis of the tobacco Lhcbl*2 promoter, indicates that different cis-actingelements could be involved in HIR (phyA) compared to LFR (phyB) and VLFR (phyA). Takentogether, these data strongly suggest that phytochromes A and B have differences in signaltransduction chains controlling the activity of a gene promoter. At this stage the phytochrome signal transduction remains obscure. Even if some centralplayers of the signal transduction were unraveled in the near future, considerable more effort will beneeded to understand the degree to which both phyA and phyB (or their derived signals) interact withthese players under different conditions allowing the fine tuning to the light environment observed inplants. Fil: Cerdán, Pablo Diego. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.