Fotosíntesis y tolerancia al estrés oxidativo en plantas que sobreexpresan ferredoxina- NADP(H) reductasa y flavodoxina

RAMIRO RODRIGUEZ VIRASORO; ANABELLA LODEYRO; HUGO POLI; JAVIER PALATNIK; VANESA TOGNETTI; ESTELA M. VALLE; NÉSTOR CARRILLO

Santa Rosa, ARGENTINA.

Congreso; XXV Reunión de Fisiología Vegetal; 2004

Sociedad Argentina de Fisiología Vegetal

Aún en las condiciones más favorables, durante el proceso fotosintético se generan especies activas del oxígeno (EAOs), con el consiguiente daño oxidativo. En plantas superiores el estrés oxidativo está implicado en la acción deletérea de varias agresiones ambientales como sequía, alta intensidad de luz, radiación UV y otros. Los organismos aeróbicos disponen de varios sistemas de defensa antioxidantes que les permiten evitar o reparar el daño generado por las EAOs. Por ejemplo, en condiciones de estrés oxidativo Escherichia coli despliega una respuesta que involucra la inducción de varios sistemas antioxidantes. Dos enzimas que se inducen al menos veinte veces como parte de esta respuesta son las flavoproteínas ferredoxina-NADP(H) reductasa (FNR) y su sustrato, flavodoxina (Fld) (Krapp et al., 2002). Ha sido demostrado que plantas de Nicotiana tabacum transgénicas con niveles reducidos de FNR presentan restricciones en el crecimiento y en la actividad fotosintética (Palatnik et al., 2002) y un aumento en la sensibilidad al daño oxidativo (Palatnik et al., 2003). Con el objeto de verificar si la sobreexpresión de FNR mejora la tasa de crecimiento y la tolerancia a condiciones de estrés oxidativo se prepararon plantas transgénicas de N. tabacum cv. Petit Havana que sobrexpresan esta enzima. Se evaluó el desempeño fotosintético de las estas líneas transgénicas utilizando medidas de fluorescencia de la clorofila, de intercambio gaseoso y de acumulación de biomasa. Por otra parte, se estudió la tolerancia a condiciones de estrés oxidativo utilizando tratamientos con alta intensidad de luz o con metil viológeno (MV), un herbicida propagador de anión superóxido. Las medidas de liberación de electrolitos, que reflejan daño a membranas, y los parámetros de fluorescencia de clorofila, que evidencian daños a nivel de la cadena de transporte de electrones fotosintética, indican que las plantas de tabaco con niveles aumentados de FNR son más tolerantes a las dos condiciones de estrés oxidativo ensayadas. Por otra parte, ha sido descripto que plantas transgénicas que sobreexpresan una Fld de cianobacterias presentan un aumento en la resistencia a diversas situaciones de estrés oxidativo (Tognetti et al., 2002). Las Fld se encuentran presentes en bacterias y algunas algas, mientras que ferredoxina es el sustrato natural de FNR en plantas. Dado que Fld es sustrato de FNR, fueron preparadas plantas que sobreexpresan ambas flavoproteínas utilizando fertilización cruzada o expresión transiente del transgén correspondiente. Con el objetivo de caracterizar su tolerancia al estrés oxidativo se sometieron estas plantas a tratamientos con MV. Mediante medidas de liberación de electrolitos y de fluorescencia de clorofila se determinó que la expresión simultánea de FNR y Fld aumenta la tolerancia a MV a niveles aún mayores que las plantas que expresan sólo una de estas flavoproteínas. Krapp, A.R. et al. 2002. Journal of Bacteriology 184: 1474-1480. Palatnik, J.F. et al. 2002 The Plant journal 29:281-293. Palatnik, J.F. et al. 2003 The Plant journal 35:332-341. Tognetti, V.B. et al. 2002. BIOCELL 26(suppl):28.