Resumen de Caracterización de la absorción de k+ en arabidopsis thaliana l. Y solanum lycopersicum l.: regulación de athak5, papel de slhak5 e identificación de nuevos sistemas de absorción de k+
El K+ es un elemento imprescindible en las células vivas vegetales, el cual, puede llegar a suponer un 10% del peso seco de la planta, siendo considerado un macronutriente en la nutrición vegetal. Durante el siglo XXI, la agricultura deberá ser capaz de hacer frente al aumento de la demanda de productos agrícolas en unas condiciones climáticas cada vez más desfavorables, sumado a la necesidad de minimizar los insumos en las explotaciones agrícolas para garantizar la rentabilidad de las mismas. La obtención y desarrollo de cultivos cada vez más eficientes en la extracción de nutrientes, así como más tolerantes a los diferentes estreses tanto bióticos como abióticos resultan clave para lograr dicho objetivo.
El transportador de K+ AtHAK5 y el canal rectificador AKT1 han sido descritos en la planta modelo Arabidopsis thaliana como los principales responsables de la absorción de K+ por la raíz, estando la actividad de estos sistemas condicionada por las condiciones ambientales. Estos sistemas de trasporte de K+ se han descrito en otras especias vegetales, aunque en cada una de ellas pueden existir diferencias funcionales específicas. En condiciones de deficiencia de K+, AtHAK5 es el principal sistema que permite la entrada de K+ al interior de la planta, produciéndose la activación de este transportador por el complejo AtCIPK23/AtCBL1. En esta Tesis Doctoral se demuestra cómo, a parte de este complejo, otros complejos AtCIPK/AtCBL son capaces de activar dicho transportador, como es el caso AtCIPK1/AtCBL1, AtCIPK1/AtCBL9 y AtCIPK9/AtCBL1. El estudio en profundidad de esta compleja red de señalización es imprescindible para comprender la regulación de la absorción de K+ y los mecanismos implicados en hacer frente a distintas condiciones de estrés y poder así desarrollar plantas más tolerantes a dichos estreses.
Los estudios realizados en esta Tesis Doctoral en tomate, empleando mutantes obtenidos mediante CRISPR-Cas, han permitido demostrar el papel del transportador SlHAK5 en la nutrición de K+ en esta especie vegetal. Se ha observado que este transportador de K+ es la principal vía de entrada de K+ en el rango micromolar, así como de Cs+. Por otra parte, es imprescindible para mantener una correcta nutrición de K+ en condiciones de estrés salino, jugando así un papel importante en la tolerancia a la salinidad. Además, este sistema parece desempeñar un importante papel en la fertilidad de la planta, ya que está implicado en la absorción de K+ en el tubo polínico durante su crecimiento. El estudio de especies vegetales distintas a Arabidopsis permite poner de manifiesto las diferencias y similitudes que puedan existir en la función de los sistemas de transporte de K+ entre especies.
En esta Tesis Doctoral también se describen distintos estudios realizados con el doble mutante de Arabidopsis con pérdida de función para los genes AtHAK5 y AKT1, que ponen de manifiesto una tercera vía de entrada de K+ a través de la raíz, distinta de AKT1 y AtHAK5. El mutante athak5akt1 presenta una alta sensibilidad a Cs+ ya que presenta una baja discriminación entre K+ y Cs+, lo cual indica que el Cs+ está entrando en la raíz a través del mismo sistema de absorción de K+. Una mutagénesis con EMS ha permitido la obtención de plantas mutantes de la línea athak5akt1 con una mayor tolerancia a Cs+. Esto permitirá en el futuro, identificar esta tercera vía de entrada de K+ en la planta.
