The Transcription Factor HAHB4 Regulates the Crosstalk between Abiotic and Biotic Response Pathways

HAHB4 es un factor de transcripción de girasol que pertenece a la familia HD-Zip. En trabajos previos realizados en nuestro laboratorio, se había determinado que la expresión del gen que codifica HAHB4 es regulada a nivel transcripcional por factores externos como la disponibilidad de agua, el ácido abscísico y la salinidad del suelo. .Los estudios presentados en este trabajo de Tesis tuvieron como objetivo dilucidar los mecanismos de acción de este factor de transcripción así como las vías de señalización en las que participa. Ensayos fisiológicos y moleculares por diversas técnicas, permitió establecer que la tolerancia a estrés hídrico es principalmente una consecuencia del retraso en la entrada en el estadio de senescencia de las plantas que sobreexpresan este gen, causada por una inhibición en la biosíntesis y en la percepción de la hormona etileno. Se determinó asimismo que la expresión de HAHB4 se activa en plantas de girasol por la acción de del ácido jasmónico (además de por el etileno) y que esta activación genera una respuesta frente al ataque de insectos o la producción de heridas mecánicas. En conclusión, HAHB4 es un factor de transcripción que interviene y conecta las vías de señalización de las hormonas etileno y ácido jasmónico, así como la de biogénesis de componentes de la fotosíntesis, funcionando en plantas como un disparador no sólo de tolerancia a condiciones de estrés hídrico sino también al ataque de insectos, convirtiéndose de esta forma en una poderosa herramienta biotecnológicaHAHB4 is a transcription factor that belongs to the sunflower HD-Zip family (subfamily I). In previous works performed in our lab, it was demonstrated that the expression of the gene encoding HAHB4 is regulated at the transcriptional level by environmental factors such as salinity and drought and the hormone ABA. Our aim during this Thesis’ work was to elucidate the action mechanisms of this transcription factor in order to understand the drought tolerance conferred by it as well as the transduction signal pathways in which it is involved. Physiological and molecular studies, carried out with a diversity of techniques, led us to establish that the drought tolerance conferred by HAHB4 to transgenic plants is mainly a consequence of a delay that suffer the plants in their entry to the senescence stage. This delay is caused by the inhibition in the biosynthesis and perception of the ethylene hormone as shown by molecular and physiological studies. By other hand, it was experimentally demonstrated that HAHB4 expression is induced in sunflower plants by the action of jasmonic acid and that this induction produces a massive defense response against injuries caused by insects or mechanical factors. In conclusion, HAHB4 is a transcription factor that mediates the crosstalk between several signal transduction pathways including those where ethylene, jasmonic acid and photosynthesis are involved. It functions in plants as a switch, not only turned on in drought conditions, but also when insects attack, becoming in this way a valuable biotechnological tool.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológic