Las invertasas alcalino-neutras y la productividad vegetal

SALERNO G; MARTÍNEZ NOËL G; LECHNER L; BATTAGLIA M; MARTIN M

Tucumán

Congreso; X REDBIO 2015; 2015

BV29Las invertasas alcalino-neutras y la productividad vegetalSalerno, G.L., Martínez-Noël, G.M.A., Lechner, L., Battaglia, M., Martin, M.V.Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología (INBIOTEC-CONICET) and Centro deInvestigaciones Biológicas (CIB-FIBA), Mar del Plata, Argentina.La sacarosa cumple un rol fundamental en la vida de las plantas. Es el producto principal de lafotosíntesis que es transportado a los tejidos heterotróficos, fuente de carbono y energía, ymetabolito de respuesta a estreses ambientales. Por otra parte, la sacarosa y/o los productos de suhidrólisis (glucosa y fructosa) son importantes señales metabólicas que modulan la expresióngénica y el desarrollo de las plantas.La fotosíntesis y la respiración están dentro de los procesos más importantes que tienen lugar enlas células vegetales. Además están interconectados para sostener el crecimiento y desarrollo de laplanta, y se ven severamente afectados por estreses ambientales. Por ello, la regulación de laintercomunicación de los cloroplastos y las mitocondrias con el núcleo, su relación con elmetabolismo de los hidratos de carbono y sus vías de señalización, están directamenterelacionadas con la productividad vegetal.La síntesis de la sacarosa tiene lugar en el citosol de la célula vegetal y su hidrólisis amonosacáridos por invertasas ácidas ocurre en la pared y en las vacuolas. Sin embargo, existenotras invertasas denominadas alcalino/neutras (Inv-A/Ns), muy poco investigadas. Recientesestudios comienzan a poner en evidencia que las Inv-A/Ns no sólo tienen localización citosólicasino que hay isoformas de localización organelar (cloroplastídicas y mitocondriales). Se demostróademás que las Inv-A/Ns citosólicas son cruciales para el desarrollo normal de la planta, regulandoel crecimiento de la raíz, la reproducción y la aclimatación a estreses ambientales. Así, en nuestrolaboratorio se está estudiando el rol de estas proteínas en trigo en cultivares contrastantes(primaveral de ciclo corto e invernal, de ciclo largo) encontrándose una relación entre la expresiónde Inv-A/Ns citosólicas y la respuesta de los cultivares a bajas temperaturas y sequía. Además, ennuestro laboratorio se identificó por primera vez una Inv-A/N específica de cloroplasto y se puso aldescubierto un nuevo punto de control en la regulación de la partición del carbono fotosintéticoentre el cloroplasto y el citosol. Estudios en la planta modelo Arabidopsis permitieron analizar elfenotipo de plantas mutantes nulas en esta isoforma plastídica, y permitieron descubrir un nuevoescenario para el movimiento del carbono dentro de la célula fotosintética, estando la Inv-A/Ncloroplastídica directamente asociada con la acumulación de almidón. Fue demostrado además porotro laboratorio que dicha actividad está asociada al desarrollo del aparato fotosintético y a laasimilación del nitrógeno.Por otra parte, las Inv-A/Ns de localización mitocondrial, que fueron primeramente reportadas enarroz, están presentes en todas las especies cuyos genomas han sido secuenciados. Aunquequeda aún por demostrar cuál es su rol fisiológico, estudios con plantas de Arabidopsis mutantesnulas en Inv-A/N-mitocondriales demostraron que se afecta severamente el crecimiento de lashojas, el desarrollo de las raíces y la germinación. Evidencias adicionales indican que estasproteínas son parte del sistema antioxidante involucrado en la homeostasis celular de las especiesreactivas de oxígeno. En nuestro laboratorio se continúa con estudios sobre el rol de las Inv-A/Nmitocondriales y su relación con la función de las organelas que podría llevar a fenotipos deesterilidad masculina, de utilidad en programas de mejoramiento vegetal.Las preguntas formuladas en el presente proyecto corresponden a problemáticas que están enla vanguardia del conocimiento, y por lo tanto, su futura aplicación puede tener un impactoinnovador en el sector agrícola.Apoyado por el CONICET, la ANPCyT (PICT 1288), la UNMdP (EXA645) y la FIBA.