Control of photosynthetic activity and plants ageing by ndh genes

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Control of photosynthetic activity and plants ageing by ndh genes

Objetives

In our previous publications we demonstrated that the ndh complex, product among other of the plastidial ndh genes, optimizes cyclic electronic photosynthetic transport by regulating the redox level of the transporters and that its over-expression is key in the induction of leaf senescence. We also demonstrated that the ndh gene expression is tightly regulated at a post-transcriptional level through a complex transcript processing that includes editing stages. Based on the different phylogenies of editing sites in gymnosperms and angiosperms and the presence of ndh pseudogenes on the first and of more evident programmed leaf aging examples on the latter, we pose if the functional rescue of certain ndh pseudogenes by transcript edition played a key role in the rapid expansion of angiosperms at the end of the Carboniferous. Using model plants, particularly transgenic tobacco plants with various ndhF gene alterations, we will investigate the consequences of such alterations in transcript processing, the activity of ndh complex, the photosynthetic activity (and thus the extent in which it is influenced by cyclic flow optimization) and the responses of leaf senescence. We will compare, using the same parameters, different gymnosperms and angiosperms tree species that, by querying databases and / or by our own determination, have ndh gene or pseudogenes variants or atypical transcript editing and processing patterns.
We propose three basic objectives:
1. Quantify the effect of ndh gene loss in photosynthetic activity and evaluate its impact on angiosperm expansion.
2. Determine whether ndh gene expression allows leaf aging behavior in deciduous trees, assessing its evolutionary implications.
3. Identify the ndh complex genes / proteins encoded in nuclear genome.


Researchers

Martín Marquínez, Mercedes

Martín Marquínez, Mercedes

Catedrático de Universidad

Ciencias de la Vida

Riego Ferreiro, Guillermo del

Riego Ferreiro, Guillermo del


Sabater García, Bartolomé

Sabater García, Bartolomé

Catedrático de Universidad

Ciencias de la Vida


Research Lines

  • Control of photosynthetic activity and vegetable ageing by ndh genes

Equipment

The equipment includes:

4 plant growth chambers, 1 greenhouse (conditioned to work properly with transgenic plants), 3 spectrophotometers, 2 thermocyclers, 2 refrigerated centrifuges (20,000 rpm), 1 radioactivity counter (beta), radioactive facility, 1 HPLC, 1 IEF high-performance and two-dimensional protein isoelectric focusing device, 3 -80 °C freezers, 1 cold room, 1 liquid chromatography device for protein purification, 1 microrotophor device for protein purification by isoelectric focusing, 1 photosynthesis measurement device with climatized micro-chambers for different types of leaves, 1 photosynthetic machinery fluorescence measurement device, various microfuges (one refrigerated), electrophoresis chambers for proteins and nucleic acids, gel dryers, power supplies, hybridization ovens , autoclaves, baths, stoves, computers, flow cabinets, micropipettes, scales and, in general, extensive equipment that, while in some cases is old, is in good working order and is perfectly suited for our research activities.


Services

Quantify the effect of ndh gene loss in photosynthetic activity and evaluate its impact on angiosperm expansion.
Determine whether ndh gene expression allows leaf aging behavior in deciduous trees, assessing its evolutionary implications.


Research Projects

  • Title: Regulación celular y molecular de la plasticidad del desarrollo y de la respuesta adaptativa en especies arbóreas forestales.
    Reference: UAH-AE-2017-1
    Principal Researcher: DÍAZ-SALA GALEANO, María Carmen;
    Other Researchers: SABATER GARCÍA, Bartolomé; DE MARÍA DE LAS HERAS, Nuria; CERVERA GOY, MARIA TERESA; GUEVARA MORATO, Mª Ángeles; PIZARRO BLANCO, Alberto;
    Start date: 19/05/2017
    End date: 18/05/2023
    Financing entity: UNIVERSIDAD DE ALCALA
    Economic Amount: 145894.32
  • Title: Regulación transcripcional y postranscripcional de la capacidad de enraizamiento en pino
    Principal Researcher: DÍAZ-SALA GALEANO, María Carmen;
    Other Researchers: ABARCA SANCHIS, María Dolores; SABATER GARCÍA, Bartolomé;
    Start date: 01/01/2015
    End date: 30/06/2018
    Financing entity: MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD
    Economic Amount: 96800
  • Title: Regulación transcripcional y postranscripcional de la capacidad de enraizamiento en pino
    Reference: AGL2014-54698-R
    Principal Researcher: DÍAZ-SALA GALEANO, María Carmen;
    Other Researchers: SABATER GARCÍA, Bartolomé; ABARCA SANCHIS, María Dolores;
    Start date: 01/01/2015
    End date: 31/12/2017
    Financing entity: MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD
    Economic Amount: 96800
  • Title: Contribución de los genes ndh a la eficiencia energética y producción de entropía en fotosíntesis
    Reference: BFU2010-15916
    Principal Researcher: SABATER GARCÍA, Bartolomé;
    Other Researchers: MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; MARÍN NOARBE, M. Dolores; HAUKE SERROT, Patricia;
    Start date: 01/01/2011
    End date: 31/12/2014

  • Title: Contribución de los genes ndh a la eficiencia energética y produccción de entropía en fotosíntesis
    Reference: BFU2010-15916
    Principal Researcher: MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes;
    Start date: 01/01/2011
    End date: 31/12/2013

  • Title: EXTRACTION OF PROTEINS AND ANALYSES OF PEROXIDASE IN SAMPLES OF ALOE PREPARATIONS
    Principal Researcher: SABATER GARCÍA, Bartolomé;
    Other Researchers: MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes;
    Start date: 01/11/2007
    End date: 31/12/2007
    Financing entity: BIOTECHNOLOGY SERVICES ANDA CONSULTING INC.
    Economic Amount: 1678.11
  • Title: RELEVANCIA EVOLUTIVA DE LAS FUNCIONES DE LOS GENES NDH OPTIMIZANDO LA FOTOSÍNTESIS Y CONTROLANDO EL ENVEJECIMIENTO FOLIAR
    Principal Researcher: SABATER GARCÍA, Bartolomé;
    Other Researchers: MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes;
    Start date: 01/10/2007
    End date: 30/09/2009

Theses

No Thesis information


Publications

Books

  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Fisiología Vegetal ". 12+" ed.". Madrid. . 2009. 566 p. ISBN: 84-368-1525-2.

Articles

  • MARÍN NOARBE, M. Dolores; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SERROT , Patricia H.; ."The rise of the photosynthetic rate when light intensity increases is delayed in ndh gene-defective tobacco at ligh but not at low CO2 concentration". Frontiers in Plant Science. 2015. vol 6.
  • MARÍN NOARBE, M. Dolores; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SERROT , Patricia H.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Thermodynamic balance of photosynthesis and transpiration at increasing CO2 concentrations and rapid light fluctuations". (ISSN: 0303-2647). Bio Systems. 2014. vol 116. p. 21-26.
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Plastid ndh genes in plant evolution". (ISSN: 09819428). Plant Physiology and Biochemistry. 2010. vol 48. p. 636-645.
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Time arrows and determinism in Biology ". (ISSN: 1555-5542 ). Biological Theory. 2009. vol 4. num 2. p. 174-182.
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARÍN NOARBE, M. Dolores; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Entropy decrease associated to solute compartmentalization in the cell ". (ISSN: 03032647). Biosystems. 2009. vol 98. p. 31-36.
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; HAUKE SERROT, Patricia; FUNK , Helena; POLTNIGG , Peter; ."Functional characterization of the thylakoid Ndh complex phosphorylation by site-directed mutations in the ndhF gene ". (ISSN: 00052728). Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 2009. vol 1787. p. 920-928.
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; HAUKE SERROT, Patricia; ."Expression of the ndhCKJ operon of barley and editing at the 13th base of the mRNA of the ndhC gene". (ISSN: 0006-3134). Biologia Plantarum. 2008. vol 52. num 2. p. 347-350.
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; RIEGO FERREIRO, Guillermo del; , CASANO, LEONARDO; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Multiple phosphorylation sites in the b subunit of thylakoid ATP synthase". (ISSN: 0166-8595). Photosynthesis Research. 2006. vol 89. p. 11-18.

Electronic Articles

No information Articles


Book chapters

No information Book chapters



Conferences

  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."The Thylakoid Ndh Complex ". Conferencia. Internacional. "International Conference on Plant Science in the Post-Genomic Era (ICPSPGE-2011)". Sambalpu "(India)". (17/02/2011 - 19/02/2011).
  • GUERA , A.; ZAPATA MARTÍNEZ, José Miguel; ESTEBAN CARRASCO, Alberto; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."La Inactivación del gen plastidial NDHF disminuye la relación PSI/PSII, la protección frente a estrés foto-oxidativo y el ciclo de desarrollo del tabaco". Internacional. "IX Congreso Luso Espanhol de Fisiología Vegetal". "(Portugal)". (18/09/2005 - ).
  • DEL RIEGO , G.; CASANO MAZZA, Leonardo Mario; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Isoforms and modifications of three Thylakoid Polypeptides revealed by Proteomic analysis". Nacional. "XXVIII Congreso de la Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular". Zaragoza (12/09/2005 - ).
  • SAIZ , B.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ABARCA SANCHIS, María Dolores; ."ROS management and leaf senescence". Internacional. "First European Workshop on Plant Senescence". "(España)". (01/01/2004 - ).
  • HAUKE SERROT, Patricia; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Operón ndhCKJ de cebada: el transcrito primario de monocotiledóneas se edita en la decimo tercera base (C U) cambiando LA His por una Tyr". Nacional. "XV Reunión de la SEB-VIII Congreso Hispano-Luso". Palma de Mallorca (16/09/2003 - ).
  • GUÉRA ANTOLÍN, Alfredo; CALATAYUD , A.; BARRENO , E.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Función del complejo NADH deshidrogenasa plastidial en la protección frente a ozono". Nacional. "XV Reunión de la SEB-VIII Congreso Hispano-Luso". Palma de Mallorca (16/09/2003 - ).
  • CAMPO LÓPEZ, Eva María del; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Expresión del operón ndhH-D de cloroplastos en diferentes condiciones de crecimiento: estabilización de transcritos". Nacional. "XV Reunión de la SEB-VIII Congreso Hispano-Luso". Palma de Mallorca (16/09/2003 - ).
  • ZAPATA MARTÍNEZ, José Miguel; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Estudio de la expresión de los genes rbcL y ndhA en cultivos celulares y en plantas regeneradas de cebada y tabaco". Nacional. "XV Reunión de la SEB-VIII Congreso Hispano Luso". Palma de Mallorca (16/09/2003 - ).
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Control cloroplástico de la senescencia". Nacional. "XV Reunión de la SEB-VIII Congreso Hispano-Luso". Palma de Mallorca (16/09/2003 - ).
  • ESTEBAN CARRASCO, Alberto; ZAPATA MARTÍNEZ, José Miguel; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Actividad peroxidasa soluble de cultivos celulares de Aloe barbadensis MILL". Nacional. "XV Reunión de la SEB-VIII Congreso Hispano-Luso". Palma de Mallorca (16/09/2003 - ).
  • GUÉRA ANTOLÍN, Alfredo; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Cambios en los niveles y actividad del complejo plastidial NADH deshidrogenasa durante la maduración de frutos". Nacional. "VI Simposio Nacional y III Ibérico de Maduración y Post-recolección". Madrid (02/10/2002 - ).
  • ESTEBAN CARRASCO, Alberto; ZAPATA MARTÍNEZ, José Miguel; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ." Purification of two peroxidase isoenzymes of Aloe barbadensis which oxidize phenolic compounds: possible involvement in defence reactions". Internacional. "VI International Plant Peroxidase Symposium". "(España)". (03/07/2002 - ).
  • ABARCA SANCHIS, María Dolores; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Leaf Senescence and stress responses in Arabidopsis thaliana Ecotype col and mutant etr 1.". Internacional. "Gordon Research Conference on Plant Senescence.". "(Estados Unidos)". (16/07/2000 - ).
  • ZAPATA MARTÍNEZ, José Miguel; LÓPEZ-SERRANO , M.; ESTEBAN CARRASCO, Alberto; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."HPLC Analysis of Barbaloin oxidation by peroxidase coupled to Glycosidase.". Internacional. "XXIX Reunión Científica del Grupo de Cromatografía y Técnias Afines. International Meeting.". "(España)". (12/07/2000 - ).
  • DÍAZ-SALA GALEANO, María Carmen; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."RDG(ARG-GLY-ASP) Dependent adventitious Rooting of Arabidopsis thaliana Adult Tissues.". Internacional. "Third International Symposium on Adventitious Root.". Veldhoven (Holanda) "(Holanda (Países Bajos))". (27/06/2000 - ).
  • CASANO MAZZA, Leonardo Mario; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Participación del H2O2 en la inducción por estrés fotooxidativo del complejo NADH-Deshidrogenasa de cloroplastos.". Nacional. "VII Reunión del Grupo Español de Radicales Libres y II Reunión Iberoamericana.". Cadiz (26/06/2000 - ).
  • ABARCA SANCHIS, María Dolores; ROLDÁN MEDINA, Marta; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Una nueva Isoforma de la Cu/Zn Superóxido Dismutasa Cloroplástica en el Ecotipo Cvi de Arabidopsis thaliana.". Nacional. "V Reunión de Biología Molecular de Plantas.". Alicante (25/11/1999 - ).
  • CAMPO LÓPEZ, Eva María del; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Requerimiento del Splicing del intrón para que se edite el punto III del transcrito del gen ndhA.". Nacional. "V Reunión de Biología Molecular de Plantas.". Alicante (25/11/1999 - ).
  • GARRIDO , G.; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SABATER GARCÍA, Bartolomé; DÍAZ-SALA GALEANO, María Carmen; ."Expresión de genes de Expansina Actina y capacidad de enraizamiento adventicio en Pinus sp.y Arabidopsis Thaliana. ". Nacional. "V. Reunión de Biología Molecular de Plantas.". Alicante (25/11/1999 - ).
  • ABARCA SANCHIS, María Dolores; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Respuestas de defensa en hojas jóvenes y senescentes de Arabidopsis thaliana". Internacional. "XIII Reunión de la Sociedad Española de Fisiología Vegetal. VI Congreso Hispano-Luso". "(España)". (19/09/1999 - ).
  • GUÉRA ANTOLÍN, Alfredo; GÓMEZ DE NOVA, P.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Identificación del complejo de la NADH deshidrogenasa plastidial en etioplastos. Cambios durante la desetiolación". Internacional. "XIII Reunión de la Sociedad Española de Fisiología Vegetal. VI Congreso Hispano-Luso". "(España)". (19/09/1999 - ).
  • ZAPATA MARTÍNEZ, José Miguel; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Formación de callos a partir de embriones maduros de cebada (Hordeum vulgare Var. Hassan)". Internacional. "XIII Reunión de la Sociedad Española de Fisiología Vegetal. VI Congreso Hispano-Luso". "(España)". (19/09/1999 - ).
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Aprovechamiento de la energía de las olas para desalar agua del mar por ósmosis inversa". Internacional. "Jornadas Internacionales de Ingeniería Ambiental". "(España)". (09/09/1999 - ).
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Aprovechamiento de la energía de las olas para desalar agua del mar por ósmosis inversa". Internacional. "International Conference on Environmental Engineering". "(España)". (09/09/1999 - ).
  • GUARDIOLA SOLER, Jesús; ."Aprovechamiento de la energía de las olas para desalar agua del mar por ósmosis inversa". Internacional. "Jornadas Internacionales de Ingeniería Ambiental". "(España)". (09/09/1999 - ).
  • GUARDIOLA SOLER, Jesús; ."Aprovechamiento de la energía de las olas para desalar agua del mar por ósmosis inversa". Internacional. "International Conference on Environmental Engineering". "(España)". (09/09/1999 - ).
  • CAMPO LÓPEZ, Eva María del; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; ."Editing of the transcripts of plastid ndh genes". Internacional. "Gordon Research Conference on RNA EDITING". "(Estados Unidos)". (24/01/1999 - ).
  • DEL CAMPO , E.M.; ALBERTAZZI , F.; FREYER , R.; MAYER , R.M.; MARTÍN MARQUÍNEZ, Mercedes; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Secuencia y edición del transcrito del gen ndhB de Arabidopsis: evolución de genes ndh y nad y procesamiento de transcritos". Nacional. "IV Reunión de Biología Molecular de Plantas". Barcelona (19/11/1997 - ).
  • MARTÍN , M.; CAMPO LÓPEZ, Eva María del; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Secuencia del Gen ndhD de cloroplastos: "Editing" del transcrito primario y características funcionales del polipéptido codificado". Internacional. "V Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(España)". (23/09/1997 - ).
  • GUÉRA ANTOLÍN, Alfredo; CATALÁ , R.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Expresión del Gen Plastidial ndhF en tejidos fotosintéticos y fotosintéticos de cebada". Internacional. "V Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(España)". (23/09/1997 - ).
  • MARTÍNEZ , P.; ROLDÁN MEDINA, Marta; SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN , M.; ."Estudio de la variabilidad intrespecífica y herencia del DNA de cloroplastos en Arabidopsis thaliana". Internacional. "V Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(España)". (23/09/1997 - ).
  • ABARCA SANCHIS, María Dolores; ROLDÁN MEDINA, Marta; CABEZA , I.; MARTÍN , M.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Senescencia foliar en Arabidopsis thaliana". Nacional. "III Reunión de Biología Molecular de Plantas". Sevilla (21/11/1995 - ).
  • ROLDÁN MEDINA, Marta; MARTÍN , M.; ABARCA SANCHIS, María Dolores; GUÉRA ANTOLÍN, Alfredo; CABEZA , M.I.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Sensibilidad de Arabidopsis thaliana al estres oxidativo". Internacional. "IV Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(Portugal)". (03/10/1995 - ).
  • SABATER GARCÍA, Bartolomé; MARTÍN , M.; SALGUERO , A.; CAMPO LÓPEZ, Eva María del; ."Secuenciación de los genes ndhF y ndhH de cloroplastos de cebada". Internacional. "IV Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(Portugal)". (03/10/1995 - ).
  • MARTÍN , M.; MARTÍNEZ , P.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Mapa de la región de copia sencilla corta del DNA de cloroplastos y expresión de genes ndh en Arabidopsis thaliana". Internacional. "IV Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(Portugal)". (03/10/1995 - ).
  • GUÉRA ANTOLÍN, Alfredo; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Expresión de secuencias antigénicas del gen ndhF". Internacional. "IV Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(Portugal)". (03/10/1995 - ).
  • CUELLO , J.; QUILES , M.J.; ROSAURO , J.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; ."Efectos de reguladores del crecimiento y luz sobre actividades NAD (P) deshidrogenasa de cloroplastos de hojas senescentes de cebada". Internacional. "IV Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(Portugal)". (03/10/1995 - ).
  • CUELLO , J.; ALBACETE , M.E.; SABATER GARCÍA, Bartolomé; QUILES , M.J.; ."Aislamiento y caracterización del complejo NADH deshidrogenasa de tilacoides de cloroplastos de cebada". Internacional. "IV Congreso Luso-Hispano de Fisiología Vegetal". "(Portugal)". (03/10/1995 - ).

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