[en] Brassinosteroids have been proven to be of great importance for the development of plants but also in the adaptation of plants to different biotic and abiotic stresses. Our previous work in Arabidopsis showed that BRL3, a discretely expressed Brassinosteroid receptor, intervenes in the adaptative response of plants to drought, and BRL3 overexpressing plants were tolerant to drought. Therefore, we wanted to test whether this adaptative mechanism is conserved in one of the most important crops in arid and semiarid zones of the planet, Sorghum bicolor. In the first chapter, we identified the two Brassinosteroid receptor genes of Sorghum bicolor. Their genetic sequence and the protein 3D structure of BRI1 was analysed showing a high degree of conservation. Furthermore, we tested their functionality through heterologous complementation in Arabidopsis. In the second chapter, a mutagenized collection was screened in an effort to isolate six sorghum brassinosteroid receptor mutants. The plants were backcrossed to eliminate background mutations and to obtain segregant populations for plant phenotyping. Furthermore, different lines were subjected to drought and elevated temperature stresses, showing that both receptors control abiotic stress responses. The third chapter constitutes an effort to establish sorghum transformation protocol in our laboratory. Sorghum is known to be a recalcitrant specie for transformation. Thus, we established a collaboration with the laboratory of Prof. Ian Godwin, in Australia. The results obtained at CRAG during two years were compared with the results obtained during an international stay in QAAFI (Australia). We obtained transgenic sorghum plants, which will be a useful tool for further research. Overall, the aim of the present PhD thesis is to contribute to the translational research from molecular biology to agriculture. Towards this direction, we managed to set Sorghum research at CRAG, adapt protocols from Arabidopsis to Sorghum, and set conditions for drought and elevated temperature experiments with this resilient crop. Furthermore, the scarce genetic materials for brassinosteroid research in Sorghum has been extended, providing valuable tools for future research in this well-adapted plant to the upcoming environmental conditions.

[es] Los brasinosteroides son fitothormonas esenciales para el desarrollo de las plantas y su adaptación a diferentes tipos de estrés ambiental. Nuestro trabajo previo en Arabidopsis demostró que BRL3, uno de los receptores de brasinosteroides, interviene en la respuesta adaptativa de estas plantas a la sequía. Las plantas sobreexpresoras de BRL3 toleran mejor la sequía sin penalizar el rendimiento. Por lo tanto, queríamos comprobar si este mecanismo de adaptación está conservado en uno de los cultivos más importantes en las zonas áridas y semiáridas del planeta, el Sorghum bicolor. En el primer capítulo, identificamos los dos genes receptores de brasinosteroides en el genoma de Sorghum bicolor. Su secuencia genética y la estructura proteica 3D de BRI1 fue analizada mostrando un alto grado de conservación. Además, comprobamos que son funcionales mediante complementación heteróloga en Arabidopsis. En el segundo capítulo, se identificaron varios alelos mutantes en los receptores de brasinosteroides a partir de una colección existente de mutantes. Las plantas fueron retrocruzadas dos veces, para eliminar mutaciones en el fondo genético y así obtener poblaciones segregantes para el fenotipado de las plantas. Asimismo, diferentes de estas líneas fueron sometidas a caracterización fisiológica, en ensayos de estrés por sequía y a temperaturas elevadas. En el tercer capítulo se reportan los avances hacia el establecimiento de un protocolo de transformación de sorgo en nuestro laboratorio. El sorgo es conocido como una especie recalcitrante a transformación. Así pues, establecimos una colaboración con el laboratorio del Prof. Ian Godwin, en Australia. Los resultados obtenidos en el CRAG durante dos años diferentes fueron comparados con los resultados obtenidos durante mi estancia internacional en QAAFI (Australia). Obtuvimos plantas transgénicas de sorgo que serán útiles para investigaciones futuras. En general, el objetivo de esta tesis doctoral es contribuir a la biología traslacional y aportar valor en la agricultura frente a los retos del cambio climático. En esa dirección, logramos establecer de manera pionera una línea de investigación en sorgo en el CRAG, adaptar y desarrollar nuevos protocolos de Arabidopsis a sorgo, y establecer condiciones para el fenotipado en condiciones de sequía y elevadas temperaturas. Además, el escaso material genético para la investigación de brasinosteroides en sorgo ha sido ampliado, proveyendo valiosas herramientas para futuras investigaciones en este cultivo tan resiliente a condiciones ambientales extremas.