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Los diferentes estreses tanto bióticos como abióticos afectan diversos cultivos y causan grandes pérdidas económicas. En los últimos años se han desarrollado estrategias para obtener plantas tolerantes a los diferentes estreses abióticos, que comprenden aproximaciones biotecnológicas o de mejoramiento clásico. En este trabajo evaluamos la posibilidad de generar mayor tolerancia al estrés hídrico utilizando una aproximación de manejo que tiene en cuenta la capacidad de algunas plantas de incrementar la tolerancia a un estrés determinado si generaciones previas fueron expuestas al mismo estrés. Plantas de papa cuya “generación” anterior fue sometida a sequía respondieron de forma diferenciada a un nuevo estrés hídrico, mostrando cambios en la conductancia estomática e integridad del fotosistema ii que tuvo como consecuencia una menor reducción en el rendimiento en respuesta al estrés con respecto a plantas que no habían sido sometidas a sequía previamente. Este “efecto memoria” permitiría desarrollar plantas de papa con mayor tolerancia al estrés hídrico sin necesidad de modificación genética. Abiotic and biotic stresses affect several crops and cause huge economical losses. In recent years several strategies have been developed to obtain plants tolerant to abiotic stress. Such strategies include biotechnological approaches as well as classical breeding. We decided to evaluate the possibility of generating enhanced tolerance to water stress using a management approach that takes into account the ability of some plants to increase tolerance to a specific stress if previous generations were exposed to it. Potato plants, in which the previous generation was subjected to drought stress, show changes in stomata conductance and photosystem II integrity that are associated with a lower impact on yield reduction, compared to plants that were not exposed to drought before. This “memory” effect would allow the development of potato plants with greater tolerance to water stress without genetic modifications. EEA Balcarce Fil: Storani, Leonardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina Fil: Yanovsky, Marcelo J. Fundación Instituto Leloir. Genómica Comparativa del Desarrollo Vegetal; Argentina

Environmental stresses are the major factors that limit productivity in plants. Here, we report on the function of an uncharacterized gene At1g07050, encoding a CCT domain-containing protein, from Arabidopsis thaliana. At1g07050 expression is highly repressed by oxidative stress. We used metabolomics, biochemical, and genomic approaches to analyse performance of transgenic lines with altered expression of At1g07050 under normal and oxidative stress conditions. At1g07050 overexpressing lines showed increased levels of reactive oxygen species (ROS), whereas knock-out mutants exhibited decreased levels of ROS and higher tolerance to oxidative stress generated in the chloroplast. Our results uncover a role for At1g07050 in cellular redox homeostasis controlling H2O2 levels, due to changes in enzymes, metabolites, and transcripts related to ROS detoxification. Therefore, we call this gene FITNESS. Additionally, several genes such as ACD6, PCC1, and ICS1 related to salicylic acid signalling and defence were found differentially expressed among the lines. Notably, FITNESS absence significantly improved seed yield suggesting an effective fine-tuning trade-off between reproductive success and defence responses. Fil: Osella, Ana Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina Fil: Mengarelli, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina Fil: Mateos, Julieta Lisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Dong, Shuchao. Institut Max Planck fur Molekulare Physiologie; Alemania Fil: Yanovsky, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Balazadeh, Salma. Institut Max Planck fur Molekulare Physiologie; Alemania Fil: Valle, Estela Marta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina Fil: Zanor, María Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina

The light environment provides signals that play a critical role in the control of stem growth in plants. The reduced irradiance and altered spectral composition of shade light promote stem growth compared with unfiltered sunlight. However, whereas most studies have used seedlings exposed to contrasting but constant light treatments, the natural light environment may exhibit strong fluctuations. As a result of gaps in the canopy, plants shaded by neighbours may experience sunflecks, i.e. brief periods of exposure to unfiltered sunlight. Here, we show that sunflecks are perceived by phytochromes A and B, and inhibit hypocotyl growth in Arabidopsis thaliana mainly if they occur during the final portion of the photoperiod. By using forward and reverse genetic approaches we found that ELONGATED HYPOCOTYL 5, LATE ELONGATED HYPOCOTYL, PHYTOCHROME KINASE SUBSTRATE 4 and auxin signalling are key players in this response. Fil: Sellaro, Romina Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina Fil: Yanovsky, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Casal, Jorge José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina

Plants grown at high densities perceive the reduction in the ratio of red (R) to far-red (FR) light as a warning of competition. This light signal triggers morphological responses such as hypocotyl and stem elongation, and acceleration of flowering, which are known collectively as the shade-avoidance syndrome (SAS). Mutations in the photomorphogenic repressor COP1 suppress the SAS, but how COP1 modulates these responses is uncertain. We identified a new mutant with altered responses to natural shade, named lhus (long hypocotyl under shade). lhus seedlings have longer hypocotyls than wild-type under a low R:FR ratio, but not under sunlight or darkness. The lhus phenotype is due to a mutation affecting a B-box zinc finger transcription factor encoded by At1g75540, a gene previously reported as AtBBX21 that interacts with COP1 to control de-etiolation. Mutations in genes encoding other members of this protein family also result in impaired SAS regulation. Under short-term canopy shade, LHUS/BBX21 acts as positive regulator of SAS genes such as PAR1, HFR1, PIL1 and ATHB2. In contrast, global expression analysis of wild-type and lhus/bbx21 seedlings revealed that a large number of genes involved in hormonal signalling pathways are negatively regulated by LHUS/BBX21 in response to long-term canopy shade, and this observation fits well with the phenotype of lhus/bbx21 seedlings grown under a low R:FR ratio. Moreover, the bbx21 bbx22 double mutation restored the SAS in the cop1 background. We propose that LHUS/BBX21 and other B-box-containing proteins, such as BBX22, act downstream of COP1, and play a central role in early and long-term adjustment of the SAS in natural environments. © 2010 Blackwell Publishing Ltd. Fil: Crocco, Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina Fil: Holm, Magnus. Gothenburg University; Suecia Fil: Yanovsky, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina Fil: Botto, Javier Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina

Plants respond to the proximity of neighboring vegetation by elongating to prevent shading. Red-depleted light reflected from neighboring vegetation triggers a shade avoidance response leading to a dramatic change in plant architecture. These changes in light quality are detected by the phytochrome family of photoreceptors. We analyzed global changes in gene expression over time in wild-type, phyB mutant, and phyA phyB double mutant seedlings of Arabidopsis in response to simulated shade. Using pattern fitting software, we identified 301 genes as shade responsive with patterns of expression corresponding to one of various physiological response modes. A requirement for a consistent pattern of expression across 12 chips in this way allowed more subtle changes in gene expression to be considered meaningful. A number of previously characterized genes involved in light and hormone signaling were identified as shade responsive, as well as several putative, novel shade-specific signal transduction factors. In addition, changes in expression of genes in a range of pathways associated with elongation growth and stress responses were observed. The majority of shade-responsive genes demonstrated antagonistic regulation by phyA and phyB in response to shade following the pattern of many physiological responses. An analysis of promoter elements of genes regulated in this way identified conserved promoter motifs potentially important in shade regulation.

Fil: Ferrero, Lucía Victoria. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas; Argentina. Las plantas responden a un incremento en la temperatura ambiente aumentando la elongación de pecíolos e hipocotilos. Los factores de transcripción de la familia TCP son exclusivos de plantas y están involucrados principalmente en la regulación de procesos de desarrollo y respuestas hormonales. En este trabajo, demostramos que se requieren dos proteínas TCP de clase I, TCP14 y TCP15, para dar lugar a una óptima elongación de pecíolos y del hipocotilo frente a un aumento en la temperatura ambiente. Estos factores de transcripción afectan los niveles de la proteína DELLA RGA y la expresión de varios genes relacionados con el crecimiento a altas temperaturas. Algunos de los genes regulados por TCP15 son blancos de PIF4, un regulador clave en la respuesta termomorfogénica, y muchos de los genes de este grupo contienen motivos de unión TCP en sus promotores, lo que sugiere que PIF4 y las proteínas TCP los regulan de manera conjunta. Encontramos que TCP15 regula directamente el gen de biosíntesis de giberelinas GA20ox1 y dos genes blancos de PIF4 involucrados en la promoción de la expansión celular, HBI1 y PRE6. Además, la unión de PIF4 a los promotores de GA20ox1 y HBI1 se reduce en ausencia de las proteínas TCP, lo que sugiere que las proteínas TCP son requeridas para una unión efectiva de PIF4 a los promotores de estos genes. Por último, la sobreexpresión de HBI1 rescata los defectos de crecimiento de mutantes dobles tcp14 tcp15, lo que indica que la regulación de este gen por parte de estas proteínas es importante durante la termomorfogénesis. Temperature is a key environmental signal resulting in adaptive modulation of growth and development. Plants respond to a rise in ambient temperature by increasing the elongation of petioles and hypocotyls. TCP transcription factors are exclusive to plants and are mainly involved in the regulation of developmental processes and hormone responses. In this work, we show that two closely related class I TCP proteins, TCP14 and TCP15, are required for optimal petiole and hypocotyl elongation under high ambient temperature. These TCPs affect the levels of the DELLA protein RGA and the expression of several growth-related genes that are induced in response to an increase in temperature. Some of the genes regulated by TCP15 are PIF4 targets, a key regulator of thermoresponsive growth, and many of the genes in this group contain TCP binding motifs in their promoters, suggesting that PIF4 and the TCPs jointly target them. We found that TCP15 directly regulates the GA biosynthesis gene GA20ox1 and at least two PIF4 targets intimately involved in the promotion of cell elongation, HBI1 and PRE6. Moreover, PIF4 binding to GA20ox1 and HBI1 is reduced in the absence of the TCPs, suggesting that the interaction of class I TCPs with these genes is functional in promoting PIF4 association. In addition, overexpression of HBI1 rescues the growth defects of tcp14 tcp15 double mutants, indicating that this gene is a major outcome of regulation by both class I TCPs during thermomorphogenesis. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas Universidad Nacional del Litoral

Fil: Ariel, Federico Damián. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas; Argentina. La familia de las leguminosas incluye a varios de los cultivos más importantes del mundo. Sus miembros pueden generar otros meristemas de novo en sus raíces, llamados nódulos, a partir de la interacción simbiótica con las bacterias del suelo. Los nódulos simbióticos les permiten a las plantas fijar nitrógeno atmosférico y crecer en suelos poco fértiles. Por este motivo, las leguminosas son consideradas como los cultivos pioneros para la incorporación de suelos salinos en la agricultura. Además, su presencia estimula el crecimiento de otras especies de plantas. Sin embargo, tanto el crecimiento como la arquitectura de las raíces, incluyendo la formación de los nódulos, son muy sensibles a las limitaciones del ambiente, como la disponibilidad de agua y el estrés salino, condiciones que se reflejan en el detrimento de la productividad. En este trabajo de tesis caracterizamos dos factores de transcripción involucrados en el desarrollo de raíces y nódulos de la planta modelo de leguminosas Medicago truncatula. El primero, MtHB1, regula una respuesta adaptativa del desarrollo con el fin de minimizar la superficie de contacto de las raíces con el medio estresante. El otro, MtRR1, participa en la regulación de la formación de los nodúlos mediada por las fitohormonas citoquininas. The family of legumes includes several of the most important crops worldwide. Legumes can develop de novo organs from their roots, called nodules, triggered by the symbiotic interaction with soil bacteria. Symbiotic nodules allow the plant to fix atmospheric nitrogen and grow in poor soils. Thus, legumes are considered pioneer plants to start agricultural activities in salty regions. Moreover, their presence help the growth of other species. However, root growth and architecture, including the formation of nodules, are affected by environmental cues, such as water availability and salt stress, impairing crop productivity. In this PhD work, we have characterized two transcription factors involved in root and nodule development in the model legume Medicago truncatula. One of them, called MtHB1, controls the adaptative developmental response, minimizing the root surface to the stressing environment. The other, named MtRR1, participates in the regulation of nodule development mediated by the phytohormones cytokinins. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica Ministerio de Educación de la Nación Universidad Nacional del Litoral Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

La luz es uno de los principales factores ambientales que regulan el crecimiento y desarrollo de las plantas. A lo largo de su ciclo de vida, desde la germinación hasta la floración, las plantas monitorean la intensidad, la longitud de onda, la dirección y la duración de la luz y utilizan la información del ambiente lumínico para optimizar su desarrollo. La percepción de las señales lumínicas está mediada por fotorreceptores específicos como los fitocromos, del rojo al rojo lejano. En Arabidopsis thaliana, existen 5 fitocromos diferentes (PHYA, PHYB, PHYC, PHYD y PHYE). La percepción de los cambios en el ambiente lumínicos asociados a la presencia de plantas vecinas acelera el crecimiento de los tallos, la floración e induce la hiponastia. Conjuntamente estos cambios en el desarrollo se denominan síndrome de escape al sombreado y están mediados principalmente por el PHYB. Este trabajo aporta nuevos elementos para comprender los mecanismos implicados en la transducción de las señales lumínicas en plantas a través de la identificación de nuevos componentes involucrados en la vía de señalización del fitocromo B. En esta tesis se aisló y caracterizó al mutante csa1 (del inglés constitutive shade avoidance) por presentar el síndrome de escape al sombreado aún creciendo en condiciones no inductivas. csa1 posee una inserción de T-DNA en el segundo exón de un gen TIR-NBS-LRR (del inglés Toll/Interleukin1 receptor-nucleotide binding site-leucinerich repeat), generando así una proteína truncada que interfiere en la señalización de otras proteínas con dominios TIR. Hasta el momento las proteínas TIR-NBS-LRR habían sido implicadas únicamente en las respuestas de defensa en plantas; nuestros resultados indican que además estarían involucradas en la modulación de la vía de señalización del fitocromo B a través de la regulación de la expresión de PIF3. Además, detectamos que los niveles de expresión de los genes PIF3 y PIF4 (dos genes involucrados en las respuestas ftomorfogénicas) varían luego de la infección con Pseudomonas syringae. Finalmente, los resultados de estas tesis muestran que el mutante eds4 aislado originalmente por ser hipersensible a la infección con bacterias, está afectado en las vías de transducción de las señales lumínicas. En conjunto, los resultados de este trabajo constituyen el primer paso para comprender los mecanismos moleculares implicados en la interacción o cross-talk entre las vías de señalización que conducen a las respuestas foromorfogénicas y las que regulan las respuestas de resistencia frente al ataque de los patógenos. Light is a critical factor for plant development. Plants monitor the intensity, quality, direction and duration of light and use the information to adapt and optimize their growth and development. Perception of light signal is mediated by specific photoreceptors such as phytochromes. Phytochromes are encoded by a family of five genes in Arabidopsis thaliana (PHYA, PHYB, PHYC, PHYD y PHYE). In plants, light signals generated by the presence of neighbors accelerate stem growth, flowering, and induce a more erect position of the leaves, a developmental strategy known as shade-avoidance syndrome. PHYB is the major contributor to shade avoidance responses. In this work we shed light on the mechanisms of light transduction, identifying new PHYB signaling components. We describe the constitutive shade-avoidance 1 mutant (csa1), which shows a shade- avoidance phenotype in the absence of shade. This mutant has a T-DNA inserted within the second exon of a Toll/Interleukin1 receptornucleotide binding site-leucine-rich repeat (TIR-NBS-LRR) gene, which leads to the production of a truncated protein that, in turn, interferes with TIR-proteins signaling. So far, TIR-NBS-LRR proteins had been only implicated in pathogen defense responses in plants. Our results show that they are also involved in PHYB signaling modulation, regulating PIF3 gene expression. In addition, we detected that PIF3 and PIF4 (two genes implicated in photomorphogenic responses) mRNA level changes after Pseudomonas syringae infection. Finally, we show that the eds4 mutant, which was originally isolated for displaying enhanced disease susceptibility to P. syringae, it is also defective in light signaling. Taken together, our findings constitutes a first step towards understanding the molecular mechanisms underlying the cross talk observed between photomorphogenic and defense responses. Fil: Faigón Soverna, Ana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.