La actividad investigadora del grupo se centra en identificar los mecanismos genético-moleculares que regulan el desarrollo de los óvulos y semillas. Estamos especialmente interesados en dos aspectos: en la determinación del número de óvulos, y por tanto el número de semillas, y en el control del tamaño de las semillas.

La formación de óvulos y semillas es un proceso esencial en el ciclo de vida de las plantas ya que asegura su correcta reproducción, además de tener una gran importancia económica al repercutir directamente en el rendimiento de los cultivos. Es importante destacar que la nutrición de los humanos y el ganado está basada mayoritariamente en las calorías derivadas de semillas, en particular de cereales y legumbres.

Desvelar las redes génicas que controlan el número y tamaño de las semillas nos permitirá desarrollar nuevas estrategias para la mejora de cultivos, sin olvidar por otra parte, que la iniciación y morfogénesis de los óvulos constituye un excelente sistema modelo para la generación de conocimiento en el área del desarrollo vegetal.

El número y tamaño de las semillas está determinado por una compleja red génica en la que participan numerosos factores transcripcionales regulados por las vías de señalización hormonal de brasinoesteroides, auxinas y citokininas.

Los datos obtenidos por nuestro grupo señalan a las giberelinas como un nuevo regulador clave, mediante la acción de las proteínas DELLA, en la determinación del número de óvulos y semillas en Arabidopsis y en especies de interés agronómico como tomate y colza, así como del tamaño de las semillas. Actualmente, nuestro trabajo se centra principalmente en desentrañar qué genes regulados por las proteínas DELLA están implicados en estos procesos. Para abordar esta tarea utilizamos técnicas de genética molecular, genómica, bioquímica y microscopia.

Estrategias científicas:

1. Identificación de los factores transcripcionales (FT) que interaccionan con las proteínas DELLA durante los procesos de desarrollo de óvulos y semillas en Arabidopsis, y posterior identificación y descripción de las dianas directas del módulo DELLA-FTs en la placenta, responsables finalmente de la formación de óvulos y semillas.

2. Estudio de las rutas génicas que determinan que algunos mutantes della de Arabidopsis generen óvulos y semillas con mayor tamaño.

3. Caracterización de la interacción genética-molecular de las giberelinas y brasinoesteroides en la formación de los óvulos de tomate, estudiando la regulación del metabolismo de giberelinas por brasinoesteroides e identificando los genes dianas de la actividad DELLA. Se prestará especial atención a aquellos procesos que diverjan de los de Arabidopsis.

4. Estudio evolutivo de los óvulos analizando los cambios en su morfología desde las angiospermas basales hasta las angiospermas de aparición más reciente.

Líneas de Investigación:

1. El control por Giberelinas del número, tamaño y calidad de semillas:  Descubriendo el mecanismo molecular para desarrollar herramientas biotecnológicas. Proyecto PID2020-113920RB-I00, (01/08/2021- 31/07/2024), financiado por la Agencia Española de Investigación.

Barro-Trastoy D, Gómez MD, Tornero P, Pérez-Amador, MA (2024)

Hormonal regulation of ovule initiation in Arabidopsis.

Journal of Plant Growth Regulation doi:10.1007/s00344-024-11234-w

Gomez MD, Cored I, Barro-Trastoy D, Sanchez-Matilla J, Tornero P, Perez-Amador MA (2023)

DELLA proteins positively regulate seed size in Arabidopsis

Development doi: 10.1242/dev.201853

Cecilia Martinez-Martinez C, Gonzalo MJ, Sipowicz P, Campos M, Martinez-Fernández I, Leida C, Zouane M, Alexiou K, Garcia-Mas J, Gomez MD, Tornero P, Pérez-Amador MA, Esteras C, Picó B, Romero C, Monforte AJ (2022)

A cryptic variation in a member of the Ovate Family Proteins is underlying the melon fruit shape QTL fsqs8.1.

Theoretical and Applied Genetics, 135:785-801. DOI: 10.1007/s00122-021-03998-6

Barro-Trastoy D, Gomez MD, Tornero P, Perez-Amador MA (2022)

Gibberellins regulate ovule number through a DELLA–CUC2 complex in Arabidopsis

The Plant Journal, 110:43-57. DOI: 10.1111/tpj.15607

Ventimilla D, Velázquez K, Ruiz-Ruiz S, Terol J, Peres-Amador MA, Vives MC, Guerri J, Talon M, Tadeo FR. (2021)

IDA (INFLORESCENCE DEFICIENT IN ABSCISSION)-like peptides and HAE (HAESA)-like receptors regulate corolla abscission in Nicotiana benthamiana flowers

BMC Plant Biology, 21:226. DOI: 10.1186/s12870-021-02994-8

Gomez MD, Barro-Trastoy D, Fuster-Almunia C, Tornero P, Alonso JM, Perez-Amador MA (2020)

Gibberellin-mediated RGA-LIKE1 degradation regulates embryo sac development in Arabidopsis

Journal of Experimental Botany, 71:7059–7072. doi: 10.1093/jxb/eraa395

Barro-Trastoy D, Gomez MD, Tornero P, Perez-Amador MA (2020)

On the Way to Ovules: The Hormonal Regulation of Ovule Development

Critical Reviews in Plant Science, 39:431-456. doi.org/10.1080/07352689.2020.1820203

Barro-Trastoy D, Carrera E, Baños J, Palau-Rodriguez J, Ruiz-Rivero O, Tornero P, Alonso JM, López-Díaz I, Gomez MD, Perez-Amador MA (2020)

Regulation of ovule initiation by gibberellins and brassinosteroids in tomato and Arabidopsis: two plant species, two molecular mechanisms.

The Plant Journal, 102:1026–1041. doi: 10.1111/tpj.14684

Brumos J, Zhao C, Gong Y, Soriano D, Patel AP, PEREZ-AMADOR MA, Stepanova AN, Alonso JM (2019)

An improved recombineering toolset for plants

The Plant Cell, 32: 100-122, https://doi.org/10.1105/tpc.19.00431

Gomez MD, Fuster-Almunia C; Ocaña-Cuesta J, Alonso JM, Perez-Amador MA (2019)

RGL2 controls flower development, ovule number and fertility in Arabidopsis

Plant Science,  281: 82-92. doi: 10.1016/j.plantsci.2019.01.014

Alvarez-Ponce D, Ruiz-González MX, Vera-Sirera F, Feyertag F, Perez-Amador MA, Fares MA (2018)

Arabidopsis Heat Stress-Induced Proteins Are Enriched in Electrostatically Charged Amino Acids and Intrinsically Disordered Regions

Int J Mol Sci 19: E2276

Gomez MD, Barro-Trastoy D, Escoms E, Saura-Sánchez M, Sánchez I, Briones-Moreno A, Vera-Sirera F, Carrera E, Ripoll JJ, Yanofsky MF, Lopez-Diaz I, Alonso JM, , Perez-Amador MA (2018)

Gibberellins negatively modulate ovule number in plants

Development 145, dev163865. doi: 10.1242/dev.163865

Merelo P, Agustí J, Arbona V, Costa ML, Estornell LH, Gómez-Cadenas A, Coimbra S, Gómez MD, Pérez-Amador MA, Talón M, Tadeo FR (2017)

Cell wall remodeling in abscission zone cells during ethylene-promoted fruit abscission in citrus

Front Plant Sci 8: 126. doi: 10.3389/fpls.2017.00126

Reig C, Gil-Muñoz F, Vera-Sirera F, García-Lorca A, Martínez-Fuentes A, Mesejo C, Pérez-Amador MA, Agustí M (2017)

Bud sprouting and floral induction and expression of FT in loquat [Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl

Planta 246:915-925

Gimeno-Ferrer F, Pastor-Cantizano N, Bernart-Silvestre C, Selvi-Martinez P, Vera-Sirera F, Gao C, Perez-Amador MA, Jiang L, Aniento F, Marcote MJ (2016)

Alpha2-COP is involved in early secretory traffic in Arabidopsis and is required for plant growth.

J Exp Bot 68: 391-401

Gomez MD, Ventimilla D, Sacristan R, Perez-Amador MA (2016)

Gibberellins regulate ovule integument development by interfering with the transcription factor ATS

Plant Physiol 172: 2403-2415

Leida C, Dal Rí A, Dalla Costa L, Gomez MD, Pompili V, Sonego P, Engelen K, Masuero D, Ríos G, Moser C (2016)

Insights into the Role of the Berry-Specific Ethylene Responsive Factor VviERF045

Front Plant Sci 7: 1793