Conservation and Divergence of YODA MAPKKK Function in Regulation of Grass Epidermal Patterning Autoras: Emily Abrash, M Ximena Anleu Gil, Juliana L Matos.

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1 Conservation and Divergence of YODA MAPKKK Function in Regulation of Grass Epidermal Patterning
Autoras: Emily Abrash, M Ximena Anleu Gil, Juliana L Matos y Dominique C Bergmann

2 Introducción -Los estomas son células oclusivas presentes en la epidermis y delimitan un poro llamado ostíolo. -Este trabajo se enfoca en el desarrollo de estomas en Brachypodium distachyon, una Monocotiledónea. -En este proceso están involucrados genes ortólogos a los que regulan el desarrollo de estomas en Arabidopsis.

3 Diferencias en el desarrollo:
Brachypodium: Células de la guarda (GC) con forma de mancuerna Estomas en posiciones específicas y orientados siempre en el mismo eje Gradiente de diferenciación a lo largo de la hoja Arabidopsis: Células oclusivas reniformes Estomas dispersos sin contacto directo No se observa un gradiente Raissig et al 2016

4 -En Brachypodium el crecimiento se da a partir del hipófilo.

5 -En Brachypodium el crecimiento se da a partir del hipófilo
-En Brachypodium el crecimiento se da a partir del hipófilo. -Todas las células sufren una división asimétrica. Las células pequeñas, dependiendo de su destino, darán origen a los células madres de la guarda (GMC, en azul), o tricomas (circulo blanco). -Las GMC reclutan células subsidiarias

6 -En Brachypodium el crecimiento se da a partir del hipófilo
-En Brachypodium el crecimiento se da a partir del hipófilo. -Todas las células sufren una división asimétrica. Las células pequeñas, dependiendo de su destino, darán origen a los células madres de la guarda (GMC, en azul), o tricomas (circulo blanco). -Las GMC reclutan células subsidiarias -División simétrica de las GMC y posterior maduración.

7 Célula pavimento Pelos Estoma

8 Modelo explicativo: YODA MAPKKK Raissig et al 2016

9 Raissig et al 2016

10 Resultados: Mutagenizan Brachypodium distachyon wt con EMS y realizan un screening. Encuentran una línea con estomas agrupados en clusters. Además estas plantas tenían fenotipo similar a las Arabidopsis con el gen AtYDA mutado.

11 Resultados: Mutagenizan Brachypodium distachyon wt con EMS y realizan un screening. Encuentran una línea con estomas agrupados en clusters. Además estas plantas tenían fenotipo similar a las Arabidopsis con el gen AtYDA mutado. Por una duplicación, Brachypodium presenta 2 genes BdYDA.

12 Resultados: Mutagenizan Brachypodium distachyon wt con EMS y realizan un screening. Encuentran una línea con estomas agrupados en clusters. Además estas plantas tenían fenotipo similar a las Arabidopsis con el gen AtYDA mutado. Por una duplicación, Brachypodium presenta 2 genes BdYDA.

13 Resultados: Mutagenizan Brachypodium distachyon wt con EMS y realizan un screening. Encuentran una línea con estomas agrupados en clusters. Además estas plantas tenían fenotipo similar a las Arabidopsis con el gen AtYDA mutado. Por una duplicación, Brachypodium presenta 2 genes BdYDA. Secuencian el gen BdYDA1 de la mutante y encuentran una mutación en el dominio quinasa.

14 Análisis bajo microscopio:

15 Análisis bajo microscopio:
BdYDA1pro:BdYDA1-YFP:Yt

16 Análisis bajo microscopio:
BdYDA1pro:BdYDA1-YFP:Yt

17 Análisis bajo microscopio:
BdYDA1pro:BdYDA1-YFP:Yt

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20 Se analizó además a mutantes para BdYDA2, pero no se observó un cambio en el fenotipo.

21 Siguientes pasos: Hasta ahora vimos cambios en la densidad y distribución de los estomas maduros En este punto las autoras deciden analizar los cambios en el desarrollo de los estomas Recordemos que en Brachypodium podemos establecer un “gradiente” de desarrollo

22 Durante las primeras divisiones asimétricas el fenotipo es similar, y se observa la distribución de BdYDA en todas las células en niveles similares.

23 Durante las primeras divisiones asimétricas el fenotipo es similar, y se observa la distribución de BdYDA en todas las células en niveles similares. Se observan diferencias durante el reclutamiento de las células subsidiarias, ya que las células grandes se siguen dividiendo en la mutante.

24 Durante las primeras divisiones asimétricas el fenotipo es similar, y se observa la distribución de BdYDA en todas las células en niveles similares. Se observan diferencias durante el reclutamiento de las células subsidiarias, ya que las células grandes se siguen dividiendo en la mutante. La maduración de los estomas se da de manera normal

25 La expresión de BdSCRM2 se utiliza como un marcador de destino celular.
Se observa que la expresión de BdSCRM2 está restringida al núcleo de la célula pequeña en wt, pero no así en la mutante.

26 La expresión de BdMUTE se encuentra en el núcleo las células pequeñas a partir del reclutamiento de células subsidiarias en wt, pero no así en la mutante. La expresión de BdMUTE desaparece durante la maduración de las células de la guarda. Sumado a lo anterior, esto muestra que la mutación de BdYDA1 afectaria los mecanismos tempranos de establecimiento de destino celular, pero no así la diferenciación.

27 Discusión Se identificó al gen BdYDA1, ortólogo de AtYDA.
Al ser mutado se observó un cambio en la cantidad y distribución de estomas. Se demostró que BdYDA1 es un regulador del destino celular clave para que las divisiones asimétricas sean correctas.

28 Discusión Se identificó al gen BdYDA1, ortólogo de AtYDA.
Al ser mutado se observó un cambio en la cantidad y distribución de estomas. Se demostró que BdYDA1 es un regulador del destino celular clave para que las divisiones asimétricas sean correctas. Se observó que BdYDA1-YFP pareciera no poseer una distribución uniforme. La mutante presenta una alteración en la asignación de destino celular.

29 Modelo propuesto por los autores

30 Bonus: Hasta ahora se analizó solamente el desarrollo de los estomas, pero otras líneas celulares también se encuentran afectadas

31 Bonus: Hasta ahora se analizó solamente el desarrollo de los estomas, pero otras líneas celulares también se encuentran afectadas Los pelos también surgen a partir de divisiones asimétricas y en la mutante el cambio en su distribución es similar al observado en estomas Se analizó además la densidad de células siliceas presentes en la vaina

32 La densidad de pelos presentes fue mayor en la mutante, y además los mismos se encontraban formando clusters con mayor frecuencia Lo mismo se observo en el caso de las células silíceas de la vaina

33 ¡Muchas gracias!

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