Chloroplast protein degradation in senescing leaves: Proteases and lytic compartments

Leaf senescence is characterized by massive degradation of chloroplast proteins, yet the protease(s) involved is(are) not completely known. Increased expression and/or activities of serine, cysteine, aspartic, and metalloproteases were detected in senescing leaves, but these studies have not provided information on the identities of the proteases responsible for chloroplast protein breakdown. Silencing some senescence-associated proteases has delayed progression of senescence symptoms, yet it is still unclear if these proteases are directly involved in chloroplast protein breakdown. At least four cellular pathways involved in the traffic of chloroplast proteins for degradation outside the chloroplast have been described (i.e., “Rubisco-containing bodies,” “senescence-associated vacuoles,” “ATI1-plastid associated bodies,” and “CV-containing vesicles”), which differ in their dependence on the autophagic machinery, and the identity of the proteins transported and/or degraded. Finding out the proteases involved in, for example, the degradation of Rubisco, may require piling up mutations in several senescence-associated proteases. Alternatively, targeting a proteinaceous protein inhibitor to chloroplasts may allow the inhibitor to reach “Rubisco-containing bodies,” “senescence-associated vacuoles,” “ATI1-plastid associated bodies,” and “CV-containing vesicles” in essentially the way as chloroplast-targeted fluorescent proteins re-localize to these vesicular structures. This might help to reduce proteolytic activity, thereby reducing or slowing down plastid protein degradation during senescence.Fil: Buet, Agustina. 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: Costa, M.lorenza. 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: Martinez, Dana Ethel. 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: Guiamet, Juan José. 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; Argentin

PARTICIPACIÓN DEL ÓXIDO NÍTRICO EN RESPUESTAS DE ACLIMATACIÓN A LA RESTRICCIÓN DE FÓSFORO EN PLANTAS CULTIVADAS

Dentro de los nutrientes esenciales, el fosforo (P) constituye un macronutriente necesario para el crecimiento y desarrollo de las plantas, ya que forma parte de moléculas tales como ADN, ARN y fosfolípidos de membranas, además de participar en numerosas reacciones de intercambio, actuando como transductor de energía química, y en procesos de señalización celular. La baja biodisponibilidad P en los suelos convierten a este macronutriente un limitante crítico para el rendimiento de los cultivos. A su vez, el uso extensivo de fertilizantes implica aumentos en los costos y efectos adversos sobre la estructura y función de los ecosistemas. Las respuestas de las plantas a una baja disponibilidad de P incluyen cambios morfológicos, bioquímicos y fisiológicos que han sido ampliamente descriptos para varias especies debido a su importancia desde el punto de vista de la ecología y la agricultura. Sin embargo, el conocimiento sobre los mecanismos moleculares que subyacen a estas respuestas es aún incompleto. El óxido nítrico (NO) cumple múltiples funciones en las plantas, participando en el desarrollo, el metabolismo y la respuesta frente a distintos tipos de estrés, como la deficiencia de nutrientes minerales. Múltiples vías de síntesis de esta molécula han sido propuestas en plantas. Sin embargo, no existe aún un conocimiento detallado de la participación de las distintas rutas de síntesis y degradación de NO bajo condiciones de suministro limitante de P y es igualmente desconocido cuáles son los eventos de señalización que vinculan la percepción de la deficiencia de P con tales rutas. La habilidad de las plantas para aclimatarse a situaciones de estrés involucra mecanismos de señalización en los cuales el NO resulta un componente crítico mediando la acción hormonas, interactuando con especies reactivas del oxígeno y modulando la expresión y actividad de proteínas. El objetivo general de este proyecto de tesis doctoral es estudiar la forma en que los cambios en la disponibilidad de P en el medio externo pueden modificar la síntesis de NO, gatillando procesos de señalización y respuestas de aclimatación en plantas de soja. Se plantea analizar la contribución relativa de distintas vías de síntesis propuestas, la interacción con hormonas como el etileno y su vinculación con respuestas típicas de aclimatación a la deficiencia. El estudio de los mecanismos por los cuales las plantas sobreviven bajo condiciones de restricción de P y los factores que pueden influenciarlos es importante a la hora de diseñar estrategias que permitan maximizar la eficiencia en su adquisición y utilización interna, como también el desarrollo y la selección de líneas que puedan aclimatarse a tales condiciones adversa

Can NO Signaling and Its Metabolism Be Used to Improve Nutrient Use Efficiency? Toward a Research Agenda

One important issue to be faced by modern agriculture is ensuring an efficient use of the essential nutrients taken up from the soil by crops, thus helping to reduce the economic costs and by-side environmental effects derived from addition of fertilizers, which -frequently- involve the use of non-renewable resources. Improving use efficiency of the major nutrients contained in these fertilizers, nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K), can be afforded through multiple strategies and must be thought in concert with the prevalence of a panoply of biotic and abiotic stresses. Therefore, simultaneous attention must be paid to the signaling network involved in setting Nutrient Use Efficiency (NUE) and to the acclimation of plants to a wide range of environments.Fil: Buet, Agustina. Universidad Nacional de La Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Confluencia. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue; ArgentinaFil: Luquet, Melisa Luciana. 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: Santa Maria, Guillermo Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Galatro, Andrea Verónica. Universidad Nacional de San Martin. Instituto Tecnologico de Chascomus. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - la Plata. Instituto Tecnologico de Chascomus.; Argentin

Nitric oxide and plant mineral nutrition: current knowledge

Plants under conditions of essential mineral deficiency trigger signaling mechanisms that involve common components. Among these components, nitric oxide (NO) has been identified as a key participant in responses to changes in nutrient availability. Usually, nutrient imbalances affect the levels of NO in specific plant tissues, via modification of its rate of synthesis or degradation. Changes in the level of NO affect plant morphology and/or trigger responses associated with nutrient homeostasis, mediated by its interaction with reactive oxygen species, phytohormones, and through post-translational modification of proteins. NO-related events constitute an exciting field of research to understand how plants adapt and respond to conditions of nutrient shortage. This review summarizes the current knowledge on NO as a component of the multiple processes related to plant performance under conditions of deficiency in mineral nutrients, focusing on macronutrients such as nitrogen, phosphate, potassium, and magnesium, as well as micronutrients such as iron and zinc.Fil: Buet, Agustina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; Argentina. 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: Galatro, Andrea Verónica. 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: Ramos Artuso, Facundo Antonio. 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: Simontacchi, Marcela Silvia. 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; Argentin

An update on nitric oxide production and role under phosphorus scarcity in plants

Phosphate (P) is characterized by its low availability and restricted mobility in soils, and also by a high redistribution capacity inside plants. In order to maintain P homeostasis in nutrient restricted conditions, plants have developed mechanisms which enable P acquisition from the soil solution, and an efficient reutilization of P already present in plant cells. Nitric oxide (NO) is a bioactive molecule with a plethora of functions in plants. Its endogenous synthesis depends on internal and environmental factors, and is closely tied with nitrogen (N) metabolism. Furthermore, there is evidence demonstrating that N supply affects P homeostasis and that P deficiency impacts on N assimilation. This review will provide an overview on how NO levels in planta are affected by P deficiency, the interrelationship with N metabolism, and a summary of the current understanding about the influence of this reactive N species over the processes triggered by P starvation, which could modify P use efficiencyFil: Galatro, Andrea Verónica. 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: Ramos Artuso, Facundo Antonio. 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; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; ArgentinaFil: Luquet, Melisa. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo; ArgentinaFil: Buet, Agustina. 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; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; ArgentinaFil: Simontacchi, Marcela Silvia. 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; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; Argentin

Efecto del óxido nítrico exógeno sobre el crecimiento de plantas de trigo durante la restricción de fosfato

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del NO exógeno sobre el desempeño de plantas de trigo sometidas a restricción de P y su influencia sobre la eficiencia del uso del mismo.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Efecto del óxido nítrico exógeno sobre el crecimiento de plantas de trigo durante la restricción de fosfato

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del NO exógeno sobre el desempeño de plantas de trigo sometidas a restricción de P y su influencia sobre la eficiencia del uso del mismo.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Efecto del óxido nítrico exógeno sobre el crecimiento de plantas de trigo durante la restricción de fosfato

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del NO exógeno sobre el desempeño de plantas de trigo sometidas a restricción de P y su influencia sobre la eficiencia del uso del mismo.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Can no signaling and its metabolism be used to improve nutrient use efficiency?: toward a research agenda

One important issue to be faced by modern agriculture is ensuring an efficient use of the essential nutrients taken up from the soil by crops, thus helping to reduce the economic costs and by-side environmental effects derived from addition of fertilizers, which -frequently- involve the use of non-renewable resources. Improving use efficiency of the major nutrients contained in these fertilizers, nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K), can be afforded through multiple strategies and must be thought in concert with the prevalence of a panoply of biotic and abiotic stresses. Therefore, simultaneous attention must be paid to the signaling network involved in setting Nutrient Use Efficiency (NUE) and to the acclimation of plants to a wide range of environments. Nitric Oxide (NO) has been shown to influence some aspects of N, P and K nutrition as well as the response of plants to several stress conditions (Buet et al., 2019; Kolbert et al., 2019). The possibility to use NO metabolism/signaling to improve NUE has been recently contemplated (Del Castello et al., 2020). However, there is considerable uncertainty regarding how NO manipulation can be readily used to improve NUE. In this opinion article, we highlight the unknowns that must be known in order to make that use feasible while proposing some priorities for a research agenda. Given the various roles covered by NO in plants, special attention should be paid to the occurrence of unwanted collateral effects derived from NO manipulation.We emphasize that the use of NO to improve NUE will require deep knowledge on the signaling network involved, as well as a suitable quantitative assessment of NUE and its components.Instituto de Fisiología VegetalFacultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Implementando la interrogación del alumno como recurso didáctico

La interrogación didáctica es uno de los elementos claves de la interacción comunicativa en el aula y ha sido utilizada mayoritariamente por los docentes y ampliamente infrautilizada por los alumnos. Una nueva perspectiva de los enfoques de la interrogación poniendo el foco en las preguntas de los estudiantes en lugar de las preguntas de los docentes, y valorando sus preguntas en lugar de enfatizar sus respuestas, puede conducir a la práctica de una enseñanza centrada en el alumno. En nuestra práctica docente, en el curso de Análisis Químico de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales-UNLP, nos propusimos intentar movilizar al alumno, correrlo de una actitud pasiva frecuentemente percibida en clase. Como primer paso de este recorrido exploramos la implementación de la interrogación del alumno como recurso didáctico, la misma se presenta como Relato de Experiencia Pedagógica. La actividad de formulación de preguntas fue implementada al finalizar cada trabajo de laboratorio a lo largo de tres cuatrimestres sucesivos (2016-2017). Las preguntas elaboradas por los alumnos fueron registradas, agrupadas según cada trabajo de laboratorio y a fin de proceder a su análisis fueron clasificadas según seis categorías. Éstas se generaron a partir de la lectura de las mismas con el consenso del equipo docente del curso. Además, se determinó el porcentaje de entrega respecto del número de alumnos presentes en cada trabajo práctico. Las preguntas relacionadas al trabajo práctico (Categoría A) y las de interés agroforestal relacionadas al mismo (Categoría B), suman entre un 70 y un 87 % en todos los casos. Éstas son las consideradas más significativas para el proceso de enseñanza-aprendizaje de la materia, y las que se pretenden emplear para retroalimentar el proceso. Dándole continuidad a esta propuesta de metodología activa se pretende utilizar las preguntas de los alumnos, luego de una selección entre las más significativas (categorías A y B), para incluirlas como parte de la clase de seminario de repaso (instancia previa a la evaluación parcial). Se plantea la búsqueda de la respuesta entre grupos reducidos de alumnos, con ayuda de material bibliográfico y una posterior puesta en común guiada por los docentes a cargo. La experiencia pedagógica ha puesto de manifiesto que la interrogación del alumno es una herramienta didáctica útil y que se le debe conceder mayor importancia en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Para que esto ocurra es necesario que primero se produzca un cambio en las formas de hacer de los docentes, en la asunción de roles y en el estilo docente.Trabajo publicado en Giordano, Carlos José y Morandi, Glenda (comps.). Memorias de las 2º Jornadas sobre las Prácticas Docentes en la Universidad Pública. La enseñanza universitaria a 100 años de la reforma: legados, transformaciones y compromisos. Universidad Nacional de La Plata: La Plata, 2019.Presidenci