Aquesta tesi doctoral, dirigida per Santiago F. Elena, presenta una aproximació experimental a l'evolució i adaptació de virus patògens de plantes en diverses condicions biòtiques i abiòtiques que modulen aquesta evolució. Els resultats de la investigació han estat publicats a les revistes Genome Biology and Evolution, Virus Evolution, Advances in Virus Research i Proceedings of the National Academy of Sciences. La tesi va ser defensada el 9 de novembre del 2021.
L'evolució experimental permet comprovar postulats teòrics i fer observacions que incrementen el nostre coneixement sobre l'evolució. Aquesta tesi té com a objectiu estudiar l’evolució dels virus utilitzant enfocaments experimentals. Els virus mostren una alta capacitat d'evolució i, per tant, són bons models per abordar qüestions evolutives amb força rapidesa. Els processos subjacents a l'evolució i l'adaptació dels patògens es regeixen per molts factors: des de la naturalesa intrínseca del virus fins a components ambientals que afecten l'hospedador, el patogen i la interacció entre tots dos. En aquesta tesi es fa servir un patosistema format per una planta i un potyvirus per explorar com diferents factors biòtics i abiòtics modulen l'evolució del virus. Primer es van explorar els efectes biològics de les mutacions en una proteïna del potyvirus, un component essencial del complex de replicació. Es revelaren les limitacions evolutives que operen sobre aquesta proteïna, com a conseqüència d'un equilibri evolutiu entre l'acumulació dins l'hoste i la gravetat dels símptomes. En segon lloc, es van examinar els efectes de l'estructura genètica de la població de l'hoste sobre l'evolució del virus: s’evolucionaren virus en poblacions genèticament homogènies de plantes amb diferents susceptibilitats a la infecció i en una població heterogènia. Aquest treball va il·lustrar com la diversitat genètica d'hostes en un ecosistema afecta l'adaptació del virus, ja que els virus es van especialitzar més ràpidament en poblacions homogènies, però van ser més patògens en poblacions heterogènies. Finalment, es va estudiar l'impacte de l'ambient sobre la interacció virus-planta. Per això, primer es van revisar els possibles efectes beneficiosos de la infecció per virus en certs entorns hostils per a la planta. Posteriorment es va estudiar l'efecte de la sequera, una condició ambiental amb una incidència cada vegada més gran i que se sap que afecta la fisiologia de l'hoste. Així, es va evolucionar un virus en hostes sota condicions de sequera o de reg abundant. Els virus adaptats en condicions de sequera conferien una tolerància més gran a la sequera a la planta hoste a través d'alteracions específiques en l'expressió gènica de l'hoste i la senyalització hormonal. En resum, aquesta tesi incrementa el coneixement de la biologia evolutiva dels virus d'RNA de plantes.
La tesi de Rubén González ha estat realitzada al grup de recerca de Virologia Evolutiva de Sistemes de l'I2SysBio sota la direcció de Santiago F. Elena (Professor de Recerca del CSIC). Durant el desenvolupament de la seva tesi Rubén González ha gaudit d'un contracte dins del Programa FPI (Ministeri de Ciència i Innovació, FEDER) i d'una beca EMBO de curta durada i FISABIO durant la seua estada al laboratori de la Prof. Marie-Anne Félix (Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure, París). El tribunal qualificador va estar format per Esteban Domingo (CBMSO, CSIC-UAM), Vicente Pallás (IBMCP, CSIC-UPV) i Anna-Liisa Laine (Universitat de Zuric), que van qualificar la tesi com a excel·lent.
