El costo de no tener ST2a, una enzima que reprime las respuestas de defensa de Arabidopsis en ambientes lumínicos de competencia

LICHY MICAELA Z; CARGNEL MIRIAM D; BALLARÉ CARLOS L

Simposio; V Reunión del Grupo Argentino de Fotobiología; 2020

Grupo Argentino de Fotobiología / Universidad de La Plata

Las plantas son capaces de detectar la presencia de patógenos o insectos herbívoros e inducir respuestas de defensa a expensas de una reducción en su crecimiento. A su vez, son capaces de detectar la presencia de plantas vecinas a través de cambios en el ambiente lumínico. Dichos cambios corresponden a bajas relaciones rojo:rojo lejano (R:RL) y son percibidos por los fitocromos, los cuales promueven el crecimiento reprimiendo las respuestas de defensa. Los jasmonatos (JAs) son hormonas involucradas en este antagonismo: por un lado promueven las respuestas de defensa y a su vez restringen el crecimiento. Recientemente, nuestro grupo ha reportado un nuevo mecanismo que explica la disminución en las respuestas de defensa en condiciones lumínicas de competencia. Este mecanismo involucra a la enzima sulfotransferasa 2a (ST2a), que participa en el catabolismo de los JAs y su expresión es fuertemente inducida en condiciones de baja relación R:RL.En este trabajo estudiamos el costo (en cuanto al crecimiento y la reproducción) de no disminuir las respuestas de defensa vía ST2a, en ambientes lumínicos de competencia. Utilizamos líneas de Arabidopsis salvajes (Col-0) y mutantes nulas del gen ST2a (st2a), con el fin de detectar si existe un costo, en términos de crecimiento y reproducción, asociado a la falta de esta enzima cuya expresión es regulada por luz. Además trabajamos con distintas densidades y comparamos la habilidad competitiva entre plantas de un mismo genotipo (competencia en monocultivo) y entre los dos genotipos (competencia mixta).Encontramos que las plantas st2a tienen menor tasa de crecimiento que las Col-0, presentan escapos florales más bajos y son malas competidoras, ya que bajo condiciones de competencia mixta, tienen una producción de frutos significativamente menor que las Col-0. Sin embargo, al competir con otras plantas st2a, la producción es similar a la de las plantas Col-0 en monocultivo. En condiciones de baja densidad, las st2a tienden a producir menos frutos que las Col-0, aunque estas diferencias no son tan grandes como en competencia mixta.Nuestros resultados sugieren que la habilidad para reprimir la señalización de JAs en condiciones de competencia, a través de la regulación lumínica de la expresión de ST2a, es un elemento importante para el éxito competitivo en poblaciones mixtas. La baja producción de frutos observada en st2a en comparación con las plantas salvajes, sugiere que los genotipos que no tengan la habilidad de disminuir las respuestas a JAs en alta densidad serán rápidamente eliminados de poblaciones que contengan genotipos capaces de modular esta vía de señalización. Es interesante notar que, en condiciones de monocultivo de alta densidad que simulan sistemas agrícolas, la falta de ST2a no resulta en una menor producción de frutos ya que los monocultivos de st2a fueron tan productivos por unidad de área como los monocultivos del genotiposalvaje.