Participación del ácido ascórbico en la maduración de frutos de tomate

El ácido ascórbico es un compuesto muy abundante en las plantas. Las funciones de este metabolito son muy diversas y se puede destacar su función como antioxidante, su participación en la optimización de la fotosíntesis, como así también en procesos de crecimiento y división celular. También cumple un papel importante como cofactor de enzimas dioxigenasas que participan de la síntesis de polisacáridos y de la síntesis de hormonas como giberelinas, etileno y ácido abscísico. La principal vía de síntesis de ácido ascórbico en plantas es la ruta de la galactosa o ruta de Smirnoff–Wheeler. En esta ruta, la enzima GDP-L-galactosa fosforilasa es la primera enzima exclusivamente implicada en la síntesis de ácido ascórbico y un punto clave de regulación en la síntesis de este metabolito. El uso de mutantes de Arabidopsis deficientes en la actividad de distintas enzimas que participan en la síntesis de ácido ascórbico ha permitido el estudio de las funciones de este metabolito principalmente en hojas. La obtención reciente de dos líneas independientes (slggp1) de plantas de tomate de la variedad Micro-Tom, con mutaciones que generan la pérdida de función de la enzima GDP-L-galactosa fosforilasa, permitió estudiar en esta tesis la participación del ácido ascórbico en la maduración de los frutos. Se midió el contenido de ascórbico en hojas, raíces, flores y frutos. La deficiencia de esta enzima no afectó por igual el contenido de ácido ascórbico en los distintos órganos de la planta. Se observó una reducción del 65% en hojas, 55% en frutos, 48% en raíz, y 45% en flores, del contenido de ascórbico con respecto al genotipo silvestre. Sin embargo, no se observó un efecto de la deficiencia de esta enzima sobre el balance redox del pool de ácido ascórbico en ningún órgano. Se realizó una caracterización fenológica y morfológica de las plantas mutantes. Se observó que la deficiencia en GDP-L-galactosa fosforilasa produce alteraciones morfológicas, como una mayor longitud del tallo; y alteraciones en el desarrollo, como un retraso en la floración y en el tiempo de maduración de los frutos en planta. Además, los mutantes slggp1 presentaron una disminución del cuajado de frutos y un menor rendimiento que la línea silvestre. Por otro lado, se observó un mayor tamaño de los frutos en los mutantes slggp1, que aumentó en compensación a la reducción del número, pero no lo suficiente como para alcanzar el rendimiento de plantas silvestres. También, se llevó a cabo un análisis del efecto de la deficiencia en GDP-L-galactosa fosforilasa en la actividad fotosintética. Los mutantes slggp1 presentan una reducción del 50% en la tasa de asimilación de CO2 asociada a una reducción del 65% en la conductancia estomática. La tasa fotosintética de transporte electrónico, medida por fluorescencia modulada de la clorofila y la fotosíntesis potencial, medida como producción de O2 en concentraciones saturantes de CO2 mostraron una menor reducción, 10 y 19% respectivamente. Estos resultados sugieren que la conductancia estomática limita la fotosíntesis en las plantas mutantes. Para determinar si la reducción de la fotosíntesis impacta en el rendimiento se realizaron experimentos con distintas relaciones fuente-destino. Los resultados obtenidos en estos ensayos indican que el suministro de asimilados no constituye un factor limitante para el rendimiento ya que la reducción de la fuente no genera un impacto sobre el porcentaje de cuajado de frutos. Se observó que la disminución en el cuajado de frutos en los mutantes slggp1 es causada directamente por la deficiencia de ácido ascórbico, dado que esto puedo ser revertido parcialmente mediante la suplementación de este antioxidante de forma exógena. A partir de la determinación del contenido de hormonas en flores se observó una reducción del contenido de giberelinas en los mutantes deficientes en ácido ascórbico. Esta modificación hormonal podría ser la causa de la menor eficiencia en el cuajado de frutos de los genotipos. Se caracterizó el efecto de la mutación durante la maduración en planta y durante la maduración en postcosecha de los frutos. Se observaron efectos de la deficiencia en GDP-L-galactosa fosforilasa en la producción de etileno, la tasa de ablandamiento y la acumulación de azúcares durante la maduración. A partir de un análisis de expresión génica se observó que la deficiencia en GDP-L-galactosa fosforilasa aumenta la expresión de genes cuesta arriba en la vía de síntesis de ácido ascórbico y en genes que codifican enzimas que vinculan la ruta de síntesis de ácido ascórbico con el metabolismo de pared celular. Además, se observó una mayor expresión de genes del reciclado del ácido ascórbico en los mutantes slggp1 y de la isoenzima GDP-L-galactosa fosforilasa 2, lo que podría indicar una compensación ante la deficiencia en GDP-L-galactosa fosforilasa 1. Por otro lado, se analizó la expresión de genes que codifican receptores de etileno. Se observó una mayor expresión de estos genes tanto en hojas como en frutos de los mutantes slggp1, indicando que la deficiencia de GDP-L-galactosa fosforilasa o particularmente la deficiencia de ácido ascórbico tienen un efecto tanto sobre la síntesis como sobre los mecanismos de percepción de etileno en plantas de tomate. En conjunto estos resultados indican que las deficiencias de GDP-L-galactosa fosforilasa y de ácido ascórbico, provocan un impacto sobre el desarrollo fenológico, el proceso de cuajado y la maduración de los frutos, posiblemente a través de alteraciones hormonales.Facultad de Ciencias Naturales y Muse

Combination of nitric oxide and 1-MCP on postharvest life of the blueberry (Vaccinium spp.) fruit

Blueberries are a perishable fruit that loses its firmness and weight rapidly after harvest. High concentrations of ascorbic acid (AA) and phenolic compounds such as anthocyanins are important attributes contributing to the quality of the fruit. The aim of this work is to extend the postharvest life of three blueberries cultivars; ‘Mistý and ‘Blue Cuinex́, firm and soft cultivars respectively and ‘Blue Chiṕ with intermediate firmness. The fruit was treated separately or in combination with a nitric oxide donor, S-nitrosoglutathione (GSNO) and 1-methylcyclopropene (1-MCP) and stored at 4 °C for 14 d. The best treatment for ‘Blue Cuinex́ was the combination of 1- MCP and GSNO, while ‘Mistý softened slower when treated with 1-MCP, and ‘Blue Chiṕ was not affected by treatment. The 1-MCP+ GSNO treatment maintained higher concentrations of AA and GSH in ‘Blue Cuinex́. AA concentrations declined in ‘Mistý but did not respond to GSNO. The combination of 1-MCP and GSNO extended the postharvest life of ‘Blue Cuinex́ by improving the concentrations of AA and glutathione in the berries but not for ‘Mistý. These results demonstrate that blueberry cultivars respond differentially to 1-MCP and nitric oxide, and that the sequence of application could be used to slow fruit softening and maintain antioxidant properties.Instituto de Fisiología Vegeta

C-ferroptosis is an iron-dependent form of regulated cell death in cyanobacteria

Ferroptosis is an oxidative and iron-dependent form of regulated cell death (RCD) recently described in eukaryotic organisms like animals, plants, and parasites. Here, we report that a similar process takes place in the photosynthetic prokaryote Synechocystis sp. PCC 6803 in response to heat stress. After a heat shock, Synechocystis sp. PCC 6803 cells undergo a cell death pathway that can be suppressed by the canonical ferroptosis inhibitors, CPX, vitamin E, Fer-1, liproxstatin-1, glutathione (GSH), or ascorbic acid (AsA). Moreover, as described for eukaryotic ferroptosis, this pathway is characterized by an early depletion of the antioxidants GSH and AsA, and by lipid peroxidation. These results indicate that all of the hallmarks described for eukaryotic ferroptosis are conserved in photosynthetic prokaryotes and suggest that ferroptosis might be an ancient cell death program.Fil: Aguilera, Anabella. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Berdun, Federico Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Bartoli, Carlos Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Steelheart Molina, Maria Charlotte. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Alegre, Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Bayir, Hülya. University of Pittsburgh; Estados UnidosFil: Tyurina, Yulia Y.. University of Pittsburgh; Estados UnidosFil: Kagan, Valerian E.. University of Pittsburgh; Estados UnidosFil: Salerno, Graciela Lidia. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Pagnussat, Gabriela Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Martin, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin

Measurement of Ascorbic Acid and Glutathione Content in Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

Ascorbic acid (AsA) and gluthathione (GSH) are two key components of the antioxidant machinery of eukaryotic and prokaryotic cells. The cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 presents both compounds in different concentrations (AsA, 20-100 μM and GSH, 2-5 mM). Therefore, it is important to have precise and sensitive methods to determine the redox status in the cell and to detect variations in this antioxidants. In this protocol, we describe an improved method to estimate the content of both antioxidants (in their reduced and oxidized forms) from the same sample obtained from liquid cultures of Synechocystis sp. PCC 6803.Instituto de Fisiología Vegeta

Precariedad, exclusión social y diversidad funcional (discapacidad): lógicas y efectos subjetivos del sufrimiento social contemporáneo (II). Innovación docente en Filosofía

El PIMCD "Precariedad, exclusión social y diversidad funcional (discapacidad): lógicas y efectos subjetivos del sufrimiento social contemporáneo (II). Innovación docente en Filosofía" se ocupa de conceptos generalmente eludidos por la tradición teórica (contando como núcleos aglutinantes los de la precariedad laboral, la exclusión social y diversidad funcional o discapacidad), cuyo análisis propicia nuevas prácticas en la enseñanza universitaria de filosofía, adoptando como meta principal el aprendizaje centrado en el estudiantado, el diseño de nuevas herramientas de enseñanza y el fomento de una universidad inclusiva. El proyecto cuenta con 26 docentes de la UCM y otros 28 docentes de otras 17 universidades españolas (UV, UNED, UGR, UNIZAR, UAH, UC3M, UCA, UNIOVI, ULL, EHU/UPV, UA, UAM, Deusto, IFS/CSIC, UCJC, URJC y Univ. Pontificia de Comillas), que permitirán dotar a las actividades programadas de un alcance idóneo para consolidar la adquisición de competencias argumentativas y dialécticas por parte de lxs estudiantes implicados en el marco de los seminarios previstos. Se integrarán en el PIMCD, aparte de PDI, al menos 26 estudiantes de máster y doctorado de la Facultad de Filosofía, a lxs que acompañarán durante el desarrollo del PIMCD 4 Alumni de la Facultad de Filosofía de la UCM, actualmente investigadores post-doc y profesorxs de IES, cuya experiencia será beneficiosa para su introducción en la investigación. Asimismo, el equipo cuenta con el apoyo de varixs profesorxs asociadxs, que en algunos casos son también profesores de IES. Varixs docentes externos a la UCM participantes en el PIMCD poseen una dilatada experiencia en la coordinación de proyectos de innovación de otras universidades, lo que redundará en beneficio de las actividades a desarrollar. La coordinadora y otrxs miembros del PIMCD pertenecen a la Red de Innovación Docente en Filosofia (RIEF), puesta en marcha desde la Universitat de València (http://rief.blogs.uv.es/encuentros-de-la-rief/), a la que mantendremos informada de las actividades realizadas en el proyecto. Asimismo, lxs 6 miembros del PAS permitirán difundir debidamente las actividades realizadas en el PIMCD entre lxs estudiantes Erasmus IN del curso 2019/20 en la Facultad de Filosofía, de la misma manera que orientar en las tareas de maquetación y edición que puedan ser necesarias de cara a la publicación de lxs resultados del PIMCD y en las tareas de pesquisa bibliográfica necesarias para el desarrollo de los objetivos propuestos. Han manifestado su interés en los resultados derivados del PIMCD editoriales especializadas en la difusión de investigaciones predoctorales como Ápeiron y CTK E-Books

LEDs blancos o rojos para mantener la calidad nutricional de kale (Brassica oleracea var. Sabellica) durante el almacenamiento

La senescencia postcosecha de vegetales de hoja se caracteriza por el desmantelamiento del cloroplasto, i.e. degradación de sus pigmentos y proteínas. La degradación de proteínas se acompaña de la acumulación de aminoácidos (aa) y amonio dado que los tejidos separados de la planta no pueden reciclar el nitrógeno. La enzima glutamina sintetasa (GS) es clave en el proceso de reasimilación de amonio. En plantas superiores se encuentran varias isoformas de GS. Las citosólicas y vasculares se inducen mientras que la cloroplástica disminuye durante la senescencia. En los últimos años se ha demostrado que la luz visible actúa como un regulador del metabolismo de plantas aún en postcosecha. Regula la senescencia y algunas vías de degradación de metabolitos que afectan la calidad nutritiva. Si la intensidad de la luz visible utilizada es alta puede actuar como un ligero estrés lumínico, pero si la intensidad es baja, pueden ser respuestas mediadas por fotorreceptores, entre ellos los fitocromos que se activan con luz roja. En un trabajo previo pusimos a punto un tratamiento con pulsos de luz blanca o roja de baja intensidad que resulta efectivo para retrasar la senescencia de hojas de kale manteniendo el color verde. En el presente trabajo el objetivo fue evaluar el efecto de estos tratamientos sobre la calidad nutricional de las hojas de kale almacenadas a temperatura ambiente. Para ello, hojas de kale fueron irradiadas diariamente durante 1 h con una intensidad de 20 μmol m−2s −1 utilizando luces LEDs blancos o rojos, tratamientos LB y LR respectivamente. Luego del tratamiento las hojas fueron almacenadas en oscuridad a 24 °C. Los controles fueron hojas de kale sin tratamiento. Se determinó el contenido de nitrógeno total, proteínas, aa, amonio, la actividad de GS, la capacidad antioxidante, el contenido de fenoles y de ácido ascórbico. El contenido de nitrógeno total se mantuvo sin cambios en las hojas tratadas y controles, durante los 5 días de almacenamiento. Sin embargo, la distribución de compuestos nitrogenados fue diferente, mientras que en los controles disminuyó el contenido de proteínas y aumentó la acumulación de aa y amonio, en LB y LR se mantuvo mayor contenido de proteínas y se retrasó la acumulación de sus derivados. Por otra parte, la actividad de la enzima GS disminuye durante el almacenamiento más rápidamente en los controles que en los tratamientos, lo que se relaciona con la mayor acumulación de amonio. Se observó que los tratamientos LB y LR no tuvieron efecto sobre la actividad antioxidante y los fenoles, pero si mantuvieron mayor contenido de ácido ascórbico en hojas de kale respecto a los controles. Por lo tanto, se puede concluir que los tratamientos LB y LR mantienen el nivel de proteínas y ascórbico en kale y que dado que los resultados obtenidos fueron similares en ambos tratamientos los fitocromos podrían estar involucrados en la regulación de la degradación de estos metabolitos durante el almacenamiento postcosecha de hojas de kale.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Bioactive constituents from transformed root cultures of Nepeta teydea

A phytochemical study of an extract from transformed root cultures of Nepeta teydea, induced by Agrobacterium rhizogenes, led to the isolation of the following new compounds: the sesquiterpene (-)-cinalbicol, the diterpene teydeadione (6,11,14-trihydroxy-12-methoxy-abieta-5,8,11,13,15-penten-7-one), a degraded C23-triterpene (teydealdehyde) and three fatty acid esters of lanosta-7,24-dien-3β-ol. The propyl ester of rosmarinic acid was also isolated for the first time from a natural source. In addition, two dehydroabietane diterpenes, eight triterpenes and eighteen known phenolic compounds were obtained. The antifeedant, cytotoxic and phytotoxic activities of the isolated compounds have also been investigated.This work has been supported by grant CTQ2015-64049-C3-1-R MINECO, Spain. L.J.A. thanks the Spanish Research Council (CSIC) and the European Social Foundation for an I3P fellowship.Peer Reviewe

High light stress induces H2O2 production and accelerates fruit ripening in tomato

Increased synthesis of H2O2 is observed during the initiation of fruit ripening. However, its association with plant cell processes triggering the maturation of fruit has not yet been demonstrated. The aim of this work is to investigate whether H2O2 participates in the tomato ripening process and particularly through its association with the ethylene signaling pathway. The experiments were carried out with two ethyl methanesulfonate mutant lines of Micro-Tom tomato deficient in GDP-L-galactose phosphorylase activity and displaying lower ascorbic acid content than the corresponding parental genotype (i.e. wild type). Plants were subjected to a high irradiance (HI) treatment to stimulate H2O2 synthesis. HI treatment enhanced H2O2 production and reduced the timing of fruit ripening in both mutants and wild-type fruits. These results could be linked to an increase of the expression of H2O2-related genes and changes in the expression of ethylene-related genes. The fruit H2O2 production increased or decreased after applying the treatments that induced ethylene synthesis or blocked its action, respectively. The results presented in this work give an evidence of the association of redox and hormonal components during fruit ripening in which H2O2 participates downstream in the events regulated by ethylene

High light stress induces H2O2 production and accelerates fruit ripening in tomato

Increased synthesis of H2O2 is observed during the initiation of fruit ripening. However, its association with plant cell processes triggering the maturation of fruit has not yet been demonstrated. The aim of this work is to investigate whether H2O2 participates in the tomato ripening process and particularly through its association with the ethylene signaling pathway. The experiments were carried out with two ethyl methanesulfonate mutant lines of Micro-Tom tomato deficient in GDP-L-galactose phosphorylase activity and displaying lower ascorbic acid content than the corresponding parental genotype (i.e. wild type). Plants were subjected to a high irradiance (HI) treatment to stimulate H2O2 synthesis. HI treatment enhanced H2O2 production and reduced the timing of fruit ripening in both mutants and wild-type fruits. These results could be linked to an increase of the expression of H2O2-related genes and changes in the expression of ethylene-related genes. The fruit H2O2 production increased or decreased after applying the treatments that induced ethylene synthesis or blocked its action, respectively. The results presented in this work give an evidence of the association of redox and hormonal components during fruit ripening in which H2O2 participates downstream in the events regulated by ethylene

Heat stress induces ferroptosis in a photosynthetic prokaryote

Ferroptosis is an oxidative iron-dependent form of cell death recently described in eukaryotic organisms like animals, plants and parasites. Here we report that a similar process takes place in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 in response to heat stress. After a heat shock, Synechocystis cells undergo a cell death pathway that can be suppressed by canonical ferroptosis inhibitors or by external addition of calcium, glutathione or ascorbic acid. Moreover, as described for eukaryotic cells ferroptosis, this pathway is characterized by an early depletion of antioxidants, and by lipid peroxidation. As in general prokaryotes membranes contain poorly oxidizable saturated or monounsaturated lipid molecules, it was thought that they were not susceptible to ferroptosis. Interestingly, cyanobacteria contain thylakoid membranes that are enriched in polyunsaturated-fatty-acid-containing phospholipids, which might explain their sensitivity to ferroptosis. These results indicate that all of the hallmarks described for eukaryotic ferroptosis are conserved in photosynthetic prokaryotes and suggest that ferroptosis might be an ancient cell death program.Instituto de Fisiología Vegeta