LA RADIACIÓN UV-B MODULA LAS VÍAS MAV Y MEP DE LA SÍNTESIS DE TERPENOS EN VITIS VINIFERA CV. MALBEC

GIL M.; PONTIN M.A.; BERLI F.; BOTTINI R.; PICCOLI P.

LA PLATA

Congreso; PRIMERA REUNIÓN DE FOTOBIÓLOGOS MOLECULARES ARGENTINOS; 2011

Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), UNLP-CONICET

La radiación ultravioleta (UV-B, 280-320 nm), componente de la radiación solar, es capaz de activar sistemas de defensa en las plantas mediante acumulación de metabolitos secundarios en los tejidos. Se conoce que la UV-B promueve la síntesis de polifenoles, pero poco se conoce sobre la de terpenos. En las células vegetales la síntesis de terpenos ocurre por medio de la vía del ácido mevalónico (MAV) en el citoplasma, y la vía 2-C-metil-d-eritritol-4-fosfato (MEP) en los plastidios. En estudios previos encontramos aumento de actividad de enzimas terpeno sintasas por efecto de UV-B en vid. En este trabajo estudiamos el efecto de la UV-B sobre la producción de terpenos derivados de ambas vías en hojas de plantas de vid de la variedad Malbec crecidas in vitro. Explantos de 45 d creciendo bajo condiciones de día largo (16-8 h, PAR: 100 µmol m-2 s-1) fueron expuestos a UV-B (4,75 kJ m-2 d-1), administrada en dos intensidades: baja UV-B (8,25 μW cm-2 durante las 16 h de luz) o alta UV-B (33 μW cm-2 durante las 4 h finales). Los terpenos se extrajeron con una mezcla de metanol:cloroformo y se cuantificaron por cromatografía de gases capilar acoplada a espectrometría de masas de impacto de electrones (GC-EIMS). En las plantas sometidas a UV-B los terpenos identificados mostraron niveles mayores al control sin UV-B. Asimismo se detectaron cambios en las vías de síntesis respecto a las intensidades de luz a las que fueron sometidas las plantas. Aquellas expuestas a baja intensidad de UV-B mostraron un aumento en la síntesis de compuestos de la vía MAV, es decir esteroles protectores de membrana (sitosterol, estigmasterol) y triterpenos (lupeol). En cambio la UV-B en alta intensidad activó el sistema de defensa antioxidante de las hojas favoreciendo la síntesis de compuestos de la vía MEP, tales como tocoferoles (α y γ tocoferol), monoterpenos (pineno, terpinoleno, careno), el sesquiterpeno trans-nerolidol y el diterpeno fitol. Los tratamientos con UV-B aumentaron los niveles de ácido abscísico (ABA; hormona sesquiterpénica) en un modo dependiente de la intensidad de la radiación. Por otro lado, la respuesta a la UV-B fue dependiente de la edad del tejido foliar, mientras las hojas jóvenes mostraron mayores niveles de compuestos protectores de membrana (esteroles y otros triterpenos), las más viejas aumentaron compuestos antioxidantes  (tocoferoles). Si bien la edad de las hojas no modificó el perfil de monoterpenos y sesquiterpenos volátiles, éstos sólo se detectaron bajo UV-B. Estos resultados nos permiten inferir que la UV-B modifica el metabolismo de terpenos modulando las vías MAV y MEP, induciendo diferencialmente la síntesis de metabolitos secundarios según la intensidad y estimulando mecanismos de defensa tanto inducidos (ABA, monoterpenos y sesquiterpenos volátiles) como constitutivos (antioxidantes tocoferoles y esteroles).