Homeostasis adaptativa de la raíz primaria de plantas de trigo durante el estrés por cadmio

Fil: Gómez Mansur, Nabila María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Gómez Mansur, Nabila María
Otros Autores: Benavides, María Patricia
Formato: Tesis doctoral acceptedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica 2022
Materias:
Equilibrio redox
Balance hormonal
Poliaminas
Estrés abiótico
Bioestimulantes
Citocininas
Nutrientes
Cadmio
Ciencias de la vida
Acceso en línea:http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=posgraafa&cl=CL1&d=HWA_6998
https://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/collect/posgraafa/index/assoc/HWA_6998.dir/6998.PDF
Aporte de:
Repositorio Digital de la Universidad de Buenos Aires (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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Sobre esta base, el objetivo de esta tesis fue caracterizar la respuesta de la raíz primaria de plantas de trigo durante la exposición al cadmio explorando diferentes estrategias que puedan mejorar el rango homeostático de tolerancia al estrés.\nPor un lado, se estudió la respuesta metabólica y de la homeostasis hormonal/redox inducida por el Cd en el ápice de la raíz en una línea control y una transformada genéticamente con la secuencia de la enzima isopenteniltransferasa, que cataliza el primer paso de la biosíntesis de citocininas (CKs), bajo el control del promotor PSARK (PSARK::IPT). Para ello, las semillas se colocaron en erlenmeyers conteniendo agua destilada (identificadas como WT o IPT) o CdCl2 10 ?M (Cd-WT o Cd-IPT) y se incubaron en agitación leve, a 24±2 °C en la oscuridad, durante 72 h. La disminución del largo de la raíz provocada por el Cd fue mayor en las plantas WT que en las IPT. La distancia entre el centro quiescente y la zona de transición, así como la actividad de expansión (determinado como acumulación de varios transcriptos de las expansinas) fueron afectadas de manera diferente en ambas líneas. En presencia del metal, la línea IPT fue capaz de realizar un ajuste del equilibrio redox más eficiente que el WT a través de la inducción o activación de peroxidasas, enzimas responsables de la detoxificación del H2O2. A nivel hormonal, el Cd disminuyó el contenido de ABA, JA, OPDA (precursor del JA) y GA20 e incrementó, aunque no significativamente, el AIA en ambas líneas. El ajuste metabólico inducido por el Cd incluyó el incremento de algunos metabolitos secundarios fenólicos conjugados con poliaminas (PAs).\nPor otro lado, se embebieron semillas de trigo (cultivar Saeta, semillera Buck Argentina) con putrescina (Put), espermidina (Spd) y espermina (Spm) 25 ?M durante 3 h, estas se sembraron en vermiculita luego de germinar y se regaron con solución Hoagland (1/4) sin y con el agregado de 200 ?M Cd. Las plantas provenientes de semillas embebidas incrementaron el largo de la raíz. Cada PA generó modificaciones diferentes en el metabolismo de las PAs endógenas, en el estado nutricional, el balance entre las distintas fracciones y tipos de CKs, el equilibrio hormonal (AIA, AIAox y ABA) y redox, con adaptaciones del rango homeostático diferentes en la parte aérea y la raíz, siendo esta última el órgano de mayor acumulación del Cd. Sólo la imbibición con Spm revirtió el efecto ejercido por el Cd sobre la elongación de la raíz, presumiblemente porque esta PA generó un estado de defensa mejorado que le permitió a la planta hacer frente al estrés generado por el metal. El 1,3 diaminopropano (DAP) se reveló como un compuesto que sería clave en las modificaciones del crecimiento de la raíz inducido por la imbibición con las PAs, así también como en la respuesta al Cd cuando las semillas estuvieron tratadas con Spm. La acumulación de PAs conjugadas por efecto del metal corroboró que estos forman parte de la respuesta al metal.\nPara explorar la posibilidad de utilizar las PAs como bioestimulantes se realizó un experimento embebiendo las semillas de los cultivares Saeta y Turandot (Semillera Selgen SA, República Checa), durante 4 y 8 h, con agua o Put, Spd, Spm y DAP (25, 75 y 125 ?M). Luego de germinar se transfirieron a bandejas germinadoras que contenían el sustrato Florcom SV® humedecido previamente con agua o CdCl2 (50, 100 y 150 ?M). A partir de los efectos registrados sobre el largo de la raíz, se continuó el ensayo utilizando 25 ?M de Spm y DAP, 8 h de imbibición y 100 ?M Cd. Los resultados sobre la homeostasis y el nivel de expresión de genes relacionados con la síntesis/catabolismo/retroconversión de las PAs, el estado nutricional y el contenido de aminoácidos libres demostraron que la imbibición resultó efectiva para sostener el crecimiento de las plantas frente a la exposición al cadmio.\nEn conclusión, la exposición al Cd alteró el metabolismo en el balance hormonal, redox, nutricional y en los niveles de las PAs, promoviendo las defensas a expensas del crecimiento de la raíz. Tanto las plantas transgénicas PSARK::IPT y/o la imbibición de las semillas con PAs resultaron estrategias efectivas para producir una adaptación del rango homeostático de la raíz de trigo a favor del crecimiento y/o la tolerancia a la exposición al metal durante el estadio postgerminativo. Como puntos a destacar a la hora de enfrentar el desafío ambiental se pueden enumerar la importancia de la homeostasis de las CK (entre las diferentes fracciones y tipos), la relevancia que podría adquirir la imbibición con PAs en condiciones de escasez o limitación de nutrientes, el DAP, el rol central que podrían tener los conjugados de PAs y las enzimas de catabolismo/retroconversión de las mismas. Se deja como propuesta el desarrollo de bioestimulantes que contengan PAs como estrategia del fortalecimiento de las plantas a partir de la imbibición de las semillas, una técnica sencilla y más amigable con el medio ambiente. application/pdf Verstraeten, Sandra Capiati, Daniela Martínez, Gustavo Equilibrio redox Balance hormonal Poliaminas Estrés abiótico Bioestimulantes Citocininas Nutrientes Cadmio spa Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica info:eu-repo/semantics/openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/ Ciencias de la vida Doctora de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias Biológicas Homeostasis adaptativa de la raíz primaria de plantas de trigo durante el estrés por cadmio info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=posgraafa&cl=CL1&d=HWA_6998 https://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/collect/posgraafa/index/assoc/HWA_6998.dir/6998.PDF

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