Estrés abiótico en plantas. Importancia de las poliaminas y el óxido nítrico en la regulación del metabolismo nitrogenado y el crecimiento en plantas durante la respuesta al estrés por Cd.

GROPPA MD; IANNONE MF; DÍAZ HERRERA S; RECALDE L; VÁZQUEZ A; ZAWOZNIK MS; GALLEGO SM; BENAVIDES MP

Encuentro; IV Encuentro IBIMOL, Estrés oxidativo y nitrosativo en sistemas biológicos. Fenómenos ambientales.; 2014

La limitación del crecimiento de las plantas como consecuencia del estrés abiótico está generalmente acompañada por un desbalance del estado redox que lleva a la producción de estrés oxidativo por aumento de las especies activas del oxígeno (EAO), o estrés nitrosativo por aumento de las especies activas del nitrógeno (EAN). Por su parte, entre los principales agentes de estrés ambiental se encuentra la acumulación de metales pesados como el Cd. En la regulación del crecimiento están implicadas las poliaminas (PAs), moléculass nitrogenadas estrechamente relacionadas a la respuesta al estrés biótico y abiótico. Las PAs forman H2O2 durante su catabolismo y recientemente se ha reportado que pueden generar óxido nítrico (NO), una de las principales moléculas que participan en las modificaciones de proteínas. Resultados obtenidos en nuestro laboratorio nos han permitido saber que el NO es un mediador de la toxicidad del Cd en plantas de trigo, estando involucrado en la reducción del crecimiento de las raíces, que regula negativamente la actividad de la nitrato reductasa (NR) y podría participar en la regulación de la enzima, Nos interesa saber si dicha enzima clave en el metabolismo nitrogenado puede ser blanco de modificaciones nitrosativas que modifiquen su funcionalidad. En este sentido hemos iniciado el estudio de la participación de las PAs como generadoras de NO y reguladoras de la NR. También hemos comenzado a estudiar al nitrógeno como una molécula clave no sólo en la nutrición mineral sino además en la señalización celular, obteniendo resultados preliminares que indican que la deficiencia de nitrógeno en el medio de cultivo redunda en un mayor crecimiento de las plantas de trigo cuando crecen bajo estrés por Cd. Nuestro principal objetivo en este proyecto es estudiar si los niveles de EAO y EAN se modifican por el estrés por Cd y si estas especies reactivas regulan la expresión de genes relacionados con la respuesta al estrés, particularmente los relacionados con el metabolismo de PAs y los de asimilación y transporte de nitrógeno, y si, por su parte, las PAs como moléculas nitrogenadas pueden regular o modificar la formación H2O2 y NO, modulando así la respuesta al estrés por Cd. Para ello, estableceremos dos niveles de estudio, uno que involucra evaluar la respuesta de plantas de interés agrónomico y otro utilizando Arabidopsis thaliana como modelo, ya que se encuentran colecciones disponibles de semillas mutantes que proveen la herramienta ideal para el estudio propuesto.