Una concentración natural de arsénico altera el metabolismo oxidativo de plantas de maní inoculadas con cepas de Bradyrhizobium sp.

PERALTA JM; ROMERO-PUERTAS MC; TRAVAGLIA CN; FURLAN A; CASTRO SM; BIANUCCI EC

Congreso; IV Reunión Conjunta de Sociedades de Biología de la República Argentina; 2020

La presencia de arsénico (As) en aguas subterráneas de campos destinados al cultivo de maní (Arachis hypogaea L.) constituye una problemática de gravedad, ya que las raíces pueden absorber al metaloide y ser movilizado a las partes comestibles de la planta. Por consiguiente, comprender los cambios en el metabolismo redox de la leguminosa expuesta a As puede ayudar a reconocer mecanismos de tolerancia. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de una concentración natural de As sobre la respuesta redox y la actividad del sistema antioxidante de la planta de maní, cuando se inoculó con dos cepas de Bradyrhizobium sp. (SEMIA6144 o C-145) con tolerancia diferencial al metaloide. Los experimentos abarcaron la evaluación de la anatomía de la raíz, la detección de especies reactivas de oxígeno (EROs) en raíces y hojas; junto con la determinación de la actividad NADPH oxidasa. Los pigmentos fotosintéticos y el daño a los lípidos de membrana y proteínas se evaluaron como indicadores de estrés oxidativo. Componentes enzimáticos y no enzimáticos del sistema de defensa antioxidante fueron determinados en raíces de la planta. Los resultados mostraron que 3 µM AsV provocó un incremento del área de corte transversal de las raíces. La actividad NADPH oxidasa aumentó significativamente y las EROs se acumularon en los tejidos evaluados. Del mismo modo, se observó una exacerbación en la peroxidación de lípidos y la carbonilación de proteínas en toda la planta, independientemente de la cepa inoculada, mientras que el contenido de clorofilas y carotenos se incrementó sólo en aquellas plantas inoculadas con Bradyrhizobium sp. C-145 (tolerante a As). El estallido oxidativo, inducido principalmente por la actividad de la NADPH oxidasa, y el consiguiente estrés oxidativo fue cepa-dependiente y órgano diferencial. En ambas interacciones maní-Bradyrhizobium sp. evaluadas, la respuesta antioxidante fue evidenciada por incremento en la actividad enzimática de superóxido dismutasa (SOD), glutatión peroxidasa/peroxiredoxina (GPX/PRX) y glutatión S-transferasa (GST), mientras que glutatión reductasa (GR) y monodehidroascorbato reductasa (MDHAR) se redujeron. En particular, la actividad ascorbato peroxidasa (APX) sólo disminuyó en la interacción maní-Bradyrhizobium sp. C- 145. Por su parte, en las raíces de ambas interacciones simbióticas el contenido de glutatión total (GSHT) y GSH disminuyó, mientras que el de GSH oxidado (GSSG) incrementó dando lugar a una reducción del cociente GSH/(GSH+GSSG). Así, la respuesta redox del maní está condicionada en parte por la cepa, mientras que la defensa antioxidante está liderada principalmente por GSH. Estos hallazgos proporcionan herramientas interesantes para el diseño biotecnológico de biofertilizantes para el cultivo de maní expuesto a una condición naturalmente adversa en el campo.