Analisis metabólicos en plantas transgenicas de papa y tomate: una herramienta para el abordaje de fenotipos complejos

INSANI, E.M.; PAZOS, A.A.; MIGNAQUI, A.C.; PIGHIN, D.G.; DOMINGUEZ, P.G.; ASIS, R.; KAMENETZKY, L.; FERNIE, A.R.; CARRARI, F.

Mar del Plata. Argentina

Congreso; III Annual meeting of Lat-SOL Network. ALAP 2008 - Congress of Latin American Association of Potato; 2008

Lat-Sol Network

El metabolismo de órganos vegetales es considerado un fenotipo complejo que requiere la aplicación de distintas herramientas para su análisis. La modificación en la expresión de genes endógenos a través de transgénesis constituye también una de las principales herramientas para el estudio de la regulación del metabolismo por genética reversa. La familia de factores de trascripción ASR (por Ácido Abscísico -ABA-, Stress, Ripening) se encuentra distribuida en plantas superiores. En plantas de tomate se han descripto cuatro parálogos (ASR1 a 4) hasta el momento. Su expresión es inducida por estrés abiótico, ABA, sacarosa, como así también durante el proceso de maduración de frutos. Existe una variedad de genes co-regulados por hidratos de carbono y ABA, aunque las bases de estas interacciones no son bien conocidas. Sobre la base de antecedentes científicos previos acerca de plantas transgénicas con niveles alterados de ASR1, la hipótesis que sustenta el presente trabajo es que las proteínas ASR se encuentran involucradas en una vía común de transducción de señales, regulando el transporte de asimilados a través de señales hormonales. El objetivo es caracterizar funcionalmente a ASR1 a través de análisis fenótipico, transcripcional y metabólico de plantas de papa y tomate transgénicas con niveles alterados de ASR1. En papa, se encontró que la modificación de la expresión de ASR1 no presentó incidencia en el fenotipo de la parte aérea de la planta pero sí mostró un efecto significativo en los tubérculos. Papas transgénicas silenciadas para ASR1 mostraron un peso fresco disminuido mientras que las sobre-expresantes tuvieron menor número de tubérculos. Además, las líneas sobre-expresantes mostraron niveles más bajos de transcriptos de un transportador de hexosas de la membrana plasmática, un descenso concomitante del contenido de glucosa en las células parenquimáticas de los tubérculos y menor acumulación de glucosa. Por su parte, en el análisis fenotípico de plantas de tomate transgénicas se destacaron modificaciones en las tasas de floración y fructificación como así también en la acumulación de materia seca en los frutos. Asimismo, se observaron variaciones en las tasas de transpiración y conductancia estomática, mientras que el análisis bioquímico arrojó diferencias en el contenido de hexosas –glucosa y fructosa-, aminoácidos aromáticos –Tyr, Trp y Phe- y compuestos fenólicos derivados del Ácido Cinámico –Ácido Clorogénico y Cumárico- y flavonoles -Miricetina y Quercetina-. Las líneas sobre-expresantes mostraron un incremento en el contenido de estos metabolitos, hecho que sugeriría una estimulación de las vías bioquímicas del acetato y del shikamato. Estos resultados sustentan la hipótesis acerca del papel de la proteína ASR1 en la regulación del metabolismo primario de carbono en órganos fuentes de especies de Solanaceas y permitirían proponen el uso de esta proteína en proyectos de ingeniería metabólica.