Control epigenético de la infección viral en plantas

Diezma Navas, Laura (2019). Control epigenético de la infección viral en plantas. Thesis (Doctoral), E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.57423.

Description

Title: Control epigenético de la infección viral en plantas
Author/s:
  • Diezma Navas, Laura
Contributor/s:
  • Llave Correas, César
  • Ruiz Ferrer, Virginia
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2019
Subjects:
Faculty: E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM)
Department: Biotecnología - Biología Vegetal
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La metilación del ADN desempeña una función crucial en la regulación de la expresión génica en respuesta a estímulos ambientales. La ruta de metilación del ADN mediada por ARN (RdDM, del inglés RNA-directed DNA methylation) previene la transcripción y el movimiento de transposones (TEs, del inglés transposable elements) así como regula la respuesta de defensa y la transmisión de caracteres asociados a la resistencia de la planta. En esta tesis doctoral estudiamos el papel del silenciamiento epigenético, mediado por RdDM, en plantas de Arabidoppsis tras la infección del virus del cascabeleo del tabaco (TRV, tobacco rattle virus). Nuestros resultados revelan que la infección de TRV altera el perfil global de metilación de la planta, principalmente en los contextos de metilación CG y CHG, constituyendo regiones diferencialmente metiladas (DMRs, del inglés differentially methylated regions) como consecuencia de la infección viral. TRV corregula la expresión de genes de defensa y TEs localizados en sus regiones promotoras tanto en plantas silvestres Col-0 como en los mutantes defectivos en la metilación del ADN ddc, ago4 y ros1. Además, la susceptibilidad/resistencia a la infección de TRV está alterada en mutantes deficientes en la metilación del ADN, sugiriendo un papel relevante de la metilación/desmetilación del ADN en la regulación de la proliferación viral. En nuestro trabajo demostramos que TRV se transmite verticalmente a la descendencia en plantas de Arabidopsis infectadas. Esta capacidad, se encuentra alterada en los mutantes analizados, indicando que el perfil de metilación del ADN modula la transmisión viral. Tras una serie de pases o generaciones sujetos a contactos reiterados con TRV, la deficiencia de metilación en contexto CHG parece ser fundamental para mantener la capacidad de resistencia y la transmisión de TRV. Por otra parte, hemos estudiado la adaptación de poblaciones virales en mutantes Argonautas, a partir de una población de plantas infectadas con TRV durante una serie de generaciones. Nuestros datos muestran, que bajo condiciones de transmisión vertical, en los fondos genéticos Col-0 y ago6, la población viral y el hospedador sufren un proceso de coevolución alcanzando una interacción compatible que no compromete la eficiencia biológica de ninguna de las partes. ----------ABSTRACT---------- DNA methylation is a conserved epigenetic modification that is important for gene regulation and genome stability, which is triggered in response to environmental stimuli. DNA methylation is involved in regulating transposon silencing, gene expression and chromosome interactions. In addition, DNA methylation has important roles in plant responses to biotic and abiotic stress conditions and in plant development. The main objective of this PhD is to study the role of RdDM in Arabidopsis plants infected with Tobacco Rattle Virus (TRV). Our results reveal that the TRV infection changes the global outline of the genome methylation in the plant, mainly in the CG and CHG methylation contexts, and makes that some parts of the DNA turn into differentially methylated regions (DMRs). TRV corregulates the expression of plant defence genes and TEs located in the promotor regions in both, wild type plants (Col-0) and defective DNA-methylation mutants ddc, ago4 and ros1. Also, in the case of the defective DNA-methylation mutants, as the susceptibility/resistance to the TRV infection is clearly altered, this could suggest us a significant role of the DNA methylation/demethylation in the regulation of the viral proliferation. In addition, the susceptibility/resistance to TRV infection is also altered in plants were DNA-methylation is compromised. All together, these results suggested the significant role of DNA methylation/demethylation in the regulation of viral accumulation. This study also shows that TRV is vertically transmitted in Arabidopsis plants. However, this mechanism is altered in a different manner in mutants deficient in DNA-Methylation, which suggest that viral transmission is modulated by different partners of RdDM machinery, whereas methylation at CHG context seems to be crucial for this process. Additionally, serial passages of TRV performed in Col-0 and ago mutant Arabidopsis plants shows a coevolution between the host and TRV populations reaching a final equilibrium where the biological efficiency is not compromised.

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Item ID: 57423
DC Identifier: http://oa.upm.es/57423/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:57423
DOI: 10.20868/UPM.thesis.57423
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 14 Jan 2020 10:48
Last Modified: 14 Jan 2020 10:48
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