La sobreexpresión del gen hahb-4 de girasol confiere tolerancia al estrés hídrico en plantas de Arabidopsis thaliana

DEZAR C, FEDRIGO G, GAGO GM, GONZÁLEZ DH, CHAN RL

San Miguel de Tucumán-Tucumán

Simposio; Simposio Internacional Alemania-Argentina organizado por ex becarios de la DAAD; 2004

DAAD

El homeodominio (HD) es un dominio proteico de 61 aminoácidos que adopta una estructura tridimensional característica de tres hélices alfa unidas por una vuelta y un rulo. Su existencia fue descubierta primeramente en proteínas animales a raíz de que una mutación puntual o su expresión ectópica generaba el fenómeno de homeosis, es decir el cambio de un segmento corporal por otro. Se ha comprobado que las proteínas que contienen un HD actúan como factores de transcripción, uniéndose al ADN ya sea como reguladores positivos o negativos. En plantas se han aislado muchas secuencias que codifican HD y éstas han sido divididas en varias familias y subfamilias en base a su homología dentro del HD, en las regiones adyacentes, su estructura, tamaño y la presencia de otros motivos. Una de estas familias, se denominó HD-Zip porque sus miembros tienen un cierre de leucinas (del inglés leucine zipper) asociado al HD. Este tipo de arreglo (Hd-Zip) sólo se ha encontrado en plantas y por eso se ha postulado que estas proteínas actuarían en procesos del desarrollo dependientes de las condiciones ambientales, ya que este tipo de respuesta es característica de las plantas. Hahb-4 (Helianthus annuus homeobox 4) es una proteína de girasol que pertenece a la subfamilia I de proteínas Hd-Zip. La expresión del gen que la codifica está regulada a nivel transcripcional por la disponibilidad de agua, y por la concentración de la hormona ácido abscísico (ABA). Nos propusimos investigar si este gen jugaba un papel funcional en las respuestas a estrés hídrico. Con este objeto obtuvimos plantas transgénicas de Arabidopsis thaliana que sobreexpresan este gen bajo el control del promotor 35 S del virus del mosaico de la coliflor o bajo su propio promotor. Las plantas que expresan el gen en forma constitutiva presentan un fenotipo particular con tallos e internodos más cortos, hojas mas redondeadas e inflorescencias compactas en condiciones de crecimiento normal o sometidas a estrés hídrico. A su vez presentan una marcada tolerancia a la sequía que alcanza un !00% de supervivencia con respecto a 0% de las plantas sin transformar en determinadas condiciones durante el periodo de desarrollo vegetativo. Este fenómeno de tolerancia a la sequía fue corroborado en varias líneas independientes de plantas transgénicas y todas ellas presentaron una producción de semillas igual o levemente superior a la generada por una planta salvaje en condiciones de crecimiento normal. Dado que ninguno de los genes conocidos como de respuesta al estrés hídrico varía su nivel de expresión cuando se comparan plantas salvajes y transformadas, proponemos que hahb-4 actuaría en una vía de transducción de señales alternativa induciendo en la planta la respuesta de tolerancia. A su vez se obtuvieron plantas transformadas con una construcción que lleva el promotor de hahb-4 dirigiendo la expresión del gen reportero gus y su propio ADNc. Estas construcciones produjeron expesaron hahb-4 en respuesta al estrés hídrico y a la hormona ABA, indicando que el promotor del gen es inducible por estos factores. En un futuro cercano se compararán los niveles de tolerancia a la sequía generados por las distintas construcciones y también el rol funcional de otros genes de la familia para evaluar la posibilidad de utilizarlos como herramientas biotecnológicas.