Drought stress responses in "Medicago truncatula" and "Glycine max": system biology approaches
- Autores: Amaia Seminario
- Directores de la Tesis: Esther M. González García (dir. tes.), Estibaliz Larrainzar Rodriguez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Pública de Navarra ( España ) en 2017
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro María Aparicio Tejo (presid.), Yolanda Gogorcena Aoiz (secret.), Susana Araujo (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Agrobiología Ambiental por la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea y la Universidad Pública de Navarra
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Academica-e
- Resumen
Las leguminosas, después de los cereales, son el cultivo de mayor importancia económica a nivel mundial. Sin embargo, estas plantas son muy sensibles a los estreses abióticos, siendo la sequía el que más afecta a su producción. El objetivo general del presente trabajo es ampliar los conocimientos sobre las respuestas a sequía de la parte aérea y la raíz de dos especies de leguminosas (Medicago truncatula y Glycine max) mediante la combinación de enfoques fisiológicos, morfológicos, transcriptómicos y metabolómicos E ácido ascórbico es uno de los antioxidantes más abundantes en los tejidos vegetales que está involucrado en mecanismos enzimáticos y no enzimáticos de desintoxicación celular. Sin embargo, poco se sabe sobre la regulación de su biosíntesis bajo situaciones de estrés por sequía. En el capítulo 1 de este estudio, a través de una combinación de enfoques moleculares y fisiológicos, se observó que la biosíntesis del AsA está gravemente afectada por la sequía. Estos análisis mostraron que en plantas de soja sometidas a condiciones de estrés hídrico, existen múltiples puntos de control que regulan la biosíntesis de AsA a nivel de la GDP-D-manosa pirofosforilasa y de la GDP-Dmanosa 3´, 5´- epimerasa. Estas respuestas también se observaron en la leguminoas modelo M. truncatula.
En el segundo capítulo de este trabajo se muestra el estrecho vínculo existente entre la parte aérea y la raíz de plantas de M. truncatula. Así, bajo condiciones de sequía, las plantas adultas priorizaron el crecimiento de las raíces frente al desarrollo foliar. Los diferentes análisis mostraron respuestas que sugieren una estrategia de supervivencia pasiva para las hojas coexistentes con un compromiso activo de la raíz en las plantas afectadas por la sequía.
Existe la necesidad de desarrollar nuevos protocolos no destructivos y no tóxicos que simulen condiciones de sequía para caracterizar mejor las respuestas de las plantas bajo condiciones controladas. En el capítulo 3 se presenta un nuevo método simple, eficiente y reproducible para simular condiciones in vitro de est´res por sequía en plántulas de M. truncatula crecidas en diferentes concentraciones de agar. Después de validar el uso de este método, se observó que las raíces desempeñan un papel clave en la adaptación de la planta a estas condiciones de estrés. La simplicidad de este método permite el análisis de poblaciones a gran escala para identificar rasgos de resistencia a la sequía en una variedad de plantas. Por último, en el capítulo 4, el método descrito en el capítulo anterior fue aplicado en combinación con análisis fisiológicos, transcriptómicos y metabolómicos a l estudio de la zona de la raíz responsable de la absorción de agua y nutrientes para el crecimiento de la planta. Los resultados indicaron que las raíces mostraron respuestas moleculares rápidas bajo condiciones de sequía; el metabolismo de lípidos, hormonas, la composición de la pared celular y el metabolismo secundario se vieron muy afectados permitiendo a las plantas hacer frente a situación de estrés por sequía.
En resumen, este trabajo proporciona nuevas perspectivas en la comprensión de las respuestas de las leguminosas a las condiciones de limitación de agua y contribuye a aclarar las señales de estrés hídrico y las redes de genes que controlan la respuesta de las plantas leguminosas a la sequía.
