EVA: Estomas en Vid y Arabidopsis– genes maestros del desarrollo estomático para el clima

Proyecto de Investigación Científica - SBPLY/21/180501/000144 - 100.620,00 €.

Grupo de investigación: BIOPLANTA - Biotecnología y Biología. Universidad de Castilla-La Mancha

I.P.1: Dra. Montaña Mena Marugán

I.P.2:  Dra. Carmen Fenoll Comes

Finalidad del Proyecto

EVA surge para apoyar el desarrollo de variedades de vid más resilientes en el clima futuro, marcado por mayores temperaturas y sequías más intensas. Lo abordamos buscando genes y mecanismos que controlan la formación de estomas, válvulas microscópicas en la epidermis de las hojas que regulan el intercambio de agua y CO2, y determinan la fotosíntesis y la transpiración.

Objetivos

1.- Identificar genes maestros del desarrollo estomático en vid.

2.- Secuenciar el genoma de Airén y analizar su respuesta a sequía.

3.- Describir la reducción de estomas por alta temperatura y el papel de variantes sintéticas de MUTE.

Resultados

Gracias a la colaboración entre la UCLM y el IVICAM, nuestros principales logros son: i) demostración de la conservación del programa genético básico de desarrollo estomático entre Arabidopsis y vid, y catalogación de variación natural de los genes maestros en 472 accesiones de Vitis ii) secuenciación del genoma de Airén y evaluación de su respuesta fisiológica y transcriptómica a la sequía; iii) identificación de mecanismos transcriptómicos y celulares que reducen la abundancia estomática en Arabidopsis a altas temperaturas; iv) disociación de funciones de MUTE en la progresión temporal del linaje mediante diseño de alelos sintéticos sintéticos de MUTE, capaces de reducir la abundancia de estomas.

Impacto científico, técnico o social

Se han llevado a cabo acciones de transferencia científica, como las publicaciones:

1.Saiz-Pérez J, Baekelandt A, Illescas-Miranda J, Sterck L, Vuylsteke M, Kim EJ, Guo B, Desvoyes B, Gutierrez C, Russinova E, Fenoll C, Mena M. (2025) Warm temperature modifies cell fates to reduce stomata production in Arabidopsis. New Phytologist 248(2):672-689. DOI: 10.1111/nph.70396

2.Saiz-Pérez J, Fenoll C and Mena M (2025) The PEAPOD repressor complex in Arabidopsis stomatal development. Frontiers in Plant Science 16:1641102. DOI: 10.3389/fpls.2025.1641102

3.Illescas-Miranda J, Saiz-Pérez J, de Marcos A, Fenoll C, Mena M. (2025) Synthetic alleles to study MUTE-dependent molecular transitions in stomatal development. Physiologia Plantarum. 177(1):e70072. DOI: 10.1111/ppl.70072.

4.Saiz-Pérez, J., Fenoll, C., Mena, M. (2024). Molecular Genetics of Stomatal Development in Arabidopsis. In: Lüttge, U., Cánovas, F.M., Risueño Almeida, M.C., Leuschner, C., Pretzsch, H. (eds) Progress in Botany Vol. 85. Springer, Cham. DOI:10.1007/124_2024_82

Destacan los resultados derivados de las colaboraciones llevadas a cabo, tanto nacionales: en la realización de análisis transcriptómicos en vid; transcriptoma de la respuesta a sequía de la variedad Airén, monitorización del ciclo celular en Arabidopsis; efectos de las altas temperaturas sobre su progresión; como las internacionales: con la colaboración asociada a la estancia EMBO de J. Saiz; seguimiento in vivo de linajes estomáticos y análisis transcriptómicos y bioinformáticos; variación natural de genes desarrollo estomático en vid.

Colaboraciones

P. Carbonell, ICVV-CSIC

Grey Monroe, UC Davis, EEUU

C. Gutiérrez, CBM- CSIC

B. Desvoyes, DBM-CSIC

Grupo de E. Russinova y Dirk Inzé, VIB, Gante