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DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR Programa de Doctorado de Biociencias y Ciencias Agroalimentarias “Functional characterization of strawberry (Fragaria × ananassa) transcription factors and transcriptional regulator during the fruit ripening, and genes with biotechnological interest” TESIS DOCTORAL Francisco Javier Molina Hidalgo Córdoba, 2016 TITULO: Functional characterization of strawberry (Fragaria x ananassa) transcription factors and transcriptional regulator during the fruit ripening, and genes with biotechnological interest AUTOR: Francisco Javier Molina Hidalgo © Edita: UCOPress. 2017 Campus de Rabanales Ctra. Nacional IV, Km. 396 A 14071 Córdoba www.uco.es/publicaciones [email protected] UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR TESIS DOCTORAL “Functional characterization of strawberry (Fragaria × ananassa) transcription factors and transcriptional regulator during the fruit ripening, and genes with biotechnological interest” Memoria de Tesis Doctoral presentada por Francisco Javier Molina Hidalgo, Licenciado en Biología, para optar al grado de Doctor en Bioquímica por la Universidad de Córdoba con la mención de Doctorado Internacional Córdoba, Noviembre de 2016. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR JUAN MUÑOZ BLANCO, Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Córdoba y ROSARIO BLANCO PORTALES, Investigadora en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Córdoba Certificamos Que FRANCISCO JAVIER MOLINA HIDALGO, Licenciado en Biología por la Universidad de Córdoba, ha realizado bajo nuestra dirección el trabajo de investigación correspondiente a su Tesis Doctoral titulada “Functional characterization of strawberry (Fragaria × ananassa) transcription factors and transcriptional regulator during the fruit ripening, and genes with biotechnological interest”. Revisado el presente trabajo estimamos que reúne todos los requesitos exigidos por la Normativa vigente para optar al grado de Doctor y que puede ser presentado al Tribunal que ha de evaluarlo, por ello autorizamos la defensa de esta Tesis en la Universidad de Córdoba. Córdoba, 15 de noviembre de 2016. TÍTULO DE LA TESIS DOCTORAL: “Functional characterization of strawberry (Fragaria × ananassa) transcription factors and transcriptional regulator during the fruit ripening, and genes with biotechnological interest”. DOCTORANDO/A: Francisco Javier Molina Hidalgo INFORME RAZONADO DEL/DE LOS DIRECTOR/ES DE LA TESIS (se hará mención a la evolución y desarrollo de la tesis, así como a trabajos y publicaciones derivados de la misma). El Ldo. Francisco Javier Molina Hidalgo ha desarrollado en el seno del grupo BIO- 278 liderado por el Dr. Juan Muñoz Blanco el trabajo de investigación llamado “Functional characterization of strawberry (Fragaria × ananassa) transcription factors and transcriptional regulator during the fruit ripening, and genes with biotechnological interest”que constituye el tema de su Tesis Doctoral para optar al grado de Doctor con Mención Internacional. Este trabajo de investigación ha sido dirigido y supervisado por el Dr. Juan Muñoz Blanco y la Dra. Rosario Blanco Portales, ambos miembros del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Córdoba. Durante el periodo de investigación en el que se ha desarrollado esta tesis, el Ldo. Molina Hidalgo, además de haber desarrollado un correcto aprendizaje en el laboratorio que la ha permitido adquirir una amplia experiencia en diferentes técnicas de Biología Molecular (mostradas en el apartado de materiales y métodos de la tesis presentada), ha realizado dos estancias cortas (6 meses en total) en los grupos de investigación dirigidos por el Dr. Wilfried Schwab en el grupo: ―Biotechnology of Natural Products‖ del ―Center of Life and Food Sciences Weihenstephan‖ perteneciente a la Universidad Técnica de Munich (TUM); y en el grupo del Dr. Alisdair R. Fernie: ―Central Metabolism‖ del ―Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology‖, donde se realizaron parte de los análisis presentados en la tesis. Así, durante el desarrollo de esta tesis doctoral se han aislado varios genes, FaRGlyase1, FaNIP1;1, FaDOF2 y FaBOP1, directamente relacionados con la degradación de pared celular, el transporte de agua y solutos, la regulación de la biosíntesis de fenilpropanoides volátiles, y la regulación de la síntesis de antocionaninas y control de la maduración en el fruto de fresa, respectivamente. El hecho de que estos genes estén involucrados en el desarrollo de características tan determinantes en las propiedades finales del fruto de fresa hace este trabajo de investigación especialmente interesante desde el punto de vista biotecnológico y abre las puertas a la obtención de frutos de fresa mejorados en un futuro próximo. Por otra parte, los resultados incluídos en la tesis y obtenidos por el Ldo. Molina Hidalgo tanto dentro del grupo BIO-278 como en colaboración con grupos de investigación de la Universidad de Málaga, y los grupos del Dr. Schwab y el Dr. Fernie han dado lugar a 6 comunicaciones a congresos, nacionales e internacionales y a 4 publicaciones en revistas indexadas e incluídas en el primer cuartil en el campo de la investigación en plantas superiores, lo que avala su interés para la comunidad científica. Además, el Ldo. Molina Hidalgo también posee 5 manuscritos bajo revisión en la actualidad. Así, las comunicaciones presentadas a congresos más destacables han sido: “Transcription factors and regulatory proteins during fruit ripening and plant defense mechanisms against pathogens in strawberry (Fragaria × ananassa)” Molina-Hidalgo FJ, Higuera JJ, Blanco-Portales R, Garrido-Gala J, Martínez-Rivas FJ, Codesido V, Medina-Puche L, Khbou A, Moyano E, Rodríguez-Franco A, Caballero- Repullo JL, Muñoz-Blanco J. VII Jornadas de divulgación de la investigación en Biología Molecular, Celular, Genética y Biotecnología. Córdoba, España. Junio, 2016. “Novel cell wall endohydrolases dramatically involved in the strawberry fruit softening process” Molina-Hidalgo F.J., Medina-Puche L., Moyano E., Pliego F., Mercado J.A., Rodriguez-Franco A., Caballero J.L., Muñoz-Blanco J.*, Blanco-Portales R. VII International Strawberry Congress (ISS2012). Beijing, China. Febrero, 2012. “Strawberry (Fragaria × ananassa) fruit-specific rhamnogalacturonate lyase are key enzyme involved in the degradation of the middle lamella of the cell wall” Molina-Hidalgo FJ, Medina-Puche L, Cañete-Gómez CJ, Rodríguez-Franco A, Caballero-Repullo JL, Muñoz-Blanco J, Blanco-Portales R. XI Reunión de Biología Molecular de Plantas (XIRBMP). Segovia, Spain.Junio, 2012. “Caracterización functional de un factor de transcripción de tipo bHLH (FaPRE1) implicado en el desarrollo y maduración de fresa (Fragaria × ananassa)” Medina-Puche L., Molina-Hidalgo FJ, Cañete-Gómez CJ, García-Caparrós N, Moyano-Cañete E, Caballero-Repullo JL, Muñoz-Blanco J, Blanco-Portales R. XI Reunión de Biología Molecular de Plantas (XIRBMP). Segovia, Spain. Junio, 2012. “Caracterización funcional de un gen que codifica un factor de transcripción de tipo DOF de fruto de fresa (Fragaria × ananassa)” Cañete-Gómez CJ, Magalhaes-Ribeiro GM, Cunha-Gonçalves IC, Molina-Hidalgo FJ, Medina-Puche L, García-Caparrós N, Blanco-Portales R, Caballero-Repullo JL, Schwab W, Muñoz-Blanco J, Moyano-Cañete E. XI Reunión de Biología Molecular de Plantas (XIRBMP). Segovia, Spain. Junio, 2012. “Novel cell wall endohydrolases dramatically involved in the strawberry fruit softening process” Molina-Hidalgo FJ, Medina-Puche L, Cañete-Gómez CJ, García-Caparros, N, Mérida- Cerro JA, Moyano-Cañete E, Rodríguez-Franco A, Caballero-Repullo JL, Blanco- Portales R, Muñoz-Blanco J. I Congreso Científico de Investigadores en Formación en Agroalimentación del CeiA3 y II Congreso Científico de Investigadores en Formación de la Universidad de Córdoba. Córdoba, España. Mayo, 2012 Los artículos de investigación publicados son: “Extensive transcriptomic studies on the roles played by abscisic acid and auxins in the development and ripening of strawberry fruits” Laura Medina-Puche, Rosario Blanco-Portales, Francisco Javier Molina-Hidalgo, Guadalupe Cumplido-Laso, Nicolás García-Caparros, Enriqueta Moyano-Cañete, José Luis Caballero, Juan Muñoz-Blanco† y Antonio Rodríguez Franco (2016). Functional & Integrative Genomic, DOI: 10.1007/s1014201605103. Impact factor: 2.265 “Functional characterization of FaNIP1;1 gene, a ripening-related and receptacle- specific aquaporin in strawberry fruit” Francisco Javier Molina-Hidalgo, Laura Medina-Puche, Samuel Gelis, José Ramos, Farzana Sabir, Graça Soveral, Catarina Prista, Raquel Iglesias-Fernández, José Luis Caballero, Rosario Blanco-Portales and Juan Muñoz-Blanco† (2015). Plant Science, 238: 198-211 Impact factor: 4.114 “An R2R3-MYB transcription factor regulates eugenol production in ripe strawberry fruit receptacles” Laura Medina-Puche, Francisco Javier Molina-Hidalgo, Maaike R. Boersma, Robert C. Schuurink, Irene López-Vidriero, Roberto Solano, José-Manuel Franco-Zorrilla, José Luis Caballero, Rosario Blanco-Portales and Juan Muñoz-Blanco† (2015). Plant Physiology168: 598-614 Impact factor: 6.841 “The strawberry (Fragaria × ananassa) fruit-specific rhamnogalacturonate lyase 1 (FaRGLyase1) gene encodes an enzyme involved in the degradation of cell-wall middle lamellae” FJ Molina-Hidalgo, AR Franco, C Villatoro, L Medina-Puche, JA Mercado, MA Hidalgo, A Monfort, JL Caballero, J Munoz-Blanco†