Aproximación genómico-funcional, molecular y fisiológica en el estudio de la salinidad y la homeostasis de cloruro en los cítricos
- Autores: Javier Brumós Fuentes
- Directores de la Tesis: José M. Colmenero Flores (dir. tes.), Manuel Talón Cubillo (codir. tes.), Ramón Serrano Salom (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Eduardo Primo Millo (presid.), Manuel Agustí Fonfría (secret.), Raphaël Morillon (voc.), Vicente Martínez López (voc.), Aurelio Gómez Cadenas (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La salinidad es posiblemente el factor ambiental que más severamente incide en la productividad citrícola en el levante español, una de las mayores áreas productoras de cítricos en el mundo. La forma en la que las plantas leñosas se ven afectadas por la salinidad no es equiparable a lo que se ha descrito en plantas modelo y sistemas herbáceos. Por tanto, el avance en los conocimientos sobre la respuesta de los cítricos al estrés salino adquiere gran relevancia desde el punto de vista de la investigación básica y por la repercusión económica que implique la mejora de la productividad citrícola en nuestro pais. La principal particularidad que distinge el comportamiento de los cítricos y de otros sistemas leñosos es la alta correlación existente entre la acumulación de cloruro (Cl-), más que de sodio, y los daños asociados a la salinidad.
Los objetivos del trabajo de investigación de la presente tesis doctoral son: 1. Caracterización fisiológica de la homeostasis de Cl- en cítricos para poder entender las razones de la intoxicación iónica por Cl- en un sistema leñoso y la posible función biológica del Cl- cuando se acumula a niveles propios de macronutriente en ausencia de estrés salino.
2. Caracterización genómico-funcional de la respuesta de los cítricos a salinidad, tratando de distinguir específicamente la componente de la respuesta génica a intoxicación por Cl-.
3. Iniciar la identificación y la caracterización funcional de genes involucrados en la entrada y transporte a larga distancia de Cl- en plantas superiores.
Los principales resultados y conclusiones derivadas de este trabajo son los siguientes: - El principal componente que induce la respuesta génica por salinidad en hojas de portainjertos de cítricos es la acumulación de Cl-, ya que la respuesta a NaCl es muy similar a la respuesta a KCl y la intensidad de la respuesta génica es proporcional al nivel de acumulación de Cl-.
XII - Los mecanismos moleculares de respuesta en el portainjerto tolerante (excluidor de Cl-) son muy diferentes a los del portainjerto sensible (incluidor de Cl-). Las principales diferencias estriban en el umbral de percepción y de respuesta al estrés y en la naturaleza de los genes de expresión diferencial, como los genes involucrados en el metabolismo de carbono.
- La información transcriptómica nos ha permitido identificar un gen potencialmente involucrado en el transporte de Cl- en plantas superiores.
- El gen en cuestión, CcNRT1-2, se expresa diferencialmente por estrés salino e hídrico, por ABA y por modificaciones en el estado nutricional de Cl-. Además CcNRT1-2 muestra diferentes patrones de expresión en los diferentes portainjertos modelo.
- La expresión funcional de CcNRT1-2 en ovocitos de Xenopus laevis y en la levadura Saccharomyces cerevisiae sugiere que CcNRT1-2 es un transportador aniónico de baja afinidad dependiente de pH, probablemente involucrado en el cotransporte de H+ con NO3 - y Cl-.
- La toma y transporte a larga distancia de Cl- en los cítricos está estrechamente regulada a través de mecanismos de transporte específicos de la vía simplástica y responde principalmente a la disponibilidad del nutriente.
- El principal mecanismo que regula la exclusión de Cl- en el portainjerto tolerante se basa en la limitación de su traslocación a la parte aérea.
- En ausencia de estrés salino los cítricos transportan activamente Cl- y lo acumulan en sus órganos aéreos, con el consiguiente gasto de energía metabólica. Los niveles de acumulación exceden en 10-30 veces el contenido de Cl- requerido como micronutriente en portainjertos excluidores, y en 100 veces en portainjertos incluidores.
- El transporte de Cl- a los órganos aéreos se regula en base a la disponibilidad hídrica, y su acumulación a concentraciones propias de un macronutriente constituye una función adaptativa que hace a las plantas más resistentes al déficit hídrico.
