Análisis de la senescencia postcosecha de brócoli : Efecto de la aplicación de tratamientos físicos

Objetivo general de la tesis: - Estudiar la degradación de clorofilas durante la senescencia postcosecha de brócoli y aplicar tratamientos físicos para retrasar dicho proceso. Objetivos específicos: - Estudiar la degradación de clorofilas y la modificación de otros parámetros durante la senescencia postcosecha de brócoli. - Avanzar en el conocimiento de una de las enzimas que participa en el mecanismo de degradación de clorofilas y que hasta el momento ha sido poco estudiada: actividad MDS. - Estudiar el efecto sobre algunas de las enzimas que degradan clorofilas, del tratamiento con las hormonas que regulan la senescencia (etileno y citoquininas) durante la postcosecha de brócoli. - Utilizar los tratamientos térmicos de alta temperatura como una estrategia para retrasar la degradación de clorofilas durante la postcosecha de brócoli y analizar que efecto tienen sobre las enzimas que degradan clorofilas y sobre otros parámetros de senescencia. - Utilizar los tratamientos con luz UV-C como una estrategia para retrasar la degradación de clorofilas durante la postcosecha de brócoli y analizar que efecto tienen sobre las enzimas que degradan clorofilas y sobre otros parámetros de senescencia.Tesis digitalizada en SEDICI gracias a la Biblioteca Central de la Facultad de Ciencias Exactas (UNLP).Facultad de Ciencias Exacta

Senescence-associated vacuoles, a specific lytic compartment for degradation of chloroplast proteins?

Degradation of chloroplasts and chloroplast components is a distinctive feature of leaf senescence. In spite of its importance in the nutrient economy of plants, knowledge about the mechanism(s) involved in the breakdown of chloroplast proteins is incomplete. A novel class of vacuoles, "senescence-associated vacuoles" (SAVs), characterized by intense proteolytic activity appear during senescence in chloroplast-containing cells of leaves. Since SAVs contain some chloroplast proteins, they are candidate organelles to participate in chloroplast breakdown. In this review we discuss the characteristics of SAVs, and their possible involvement in the degradation of Rubisco, the most abundant chloroplast protein. Finally, SAVs are compared with other extra-plastidial protein degradation pathways operating in senescing leaves.Facultad de Ciencias Naturales y MuseoFacultad de Ciencias Agrarias y ForestalesInstituto de Fisiología Vegeta

In vivo inhibition of cysteine proteases provides evidence for the involvement of 'senescence-associated vacuoles' in chloroplast protein degradation during dark-induced senescence of tobacco leaves

Breakdown of leaf proteins, particularly chloroplast proteins, is a massive process in senescing leaves. In spite of its importance in internal N recycling, the mechanism(s) and the enzymes involved are largely unknown. Senescenceassociated vacuoles (SAVs) are small, acidic vacuoles with high cysteine peptidase activity. Chloroplast-targeted proteins re-localize to SAVs during senescence, suggesting that SAVs might be involved in chloroplast protein degradation. SAVs were undetectable in mature, non-senescent tobacco leaves. Their abundance, visualized either with the acidotropic marker Lysotracker Red or by green fluorescent protein (GFP) fluorescence in a line expressing the senescence-associated cysteine protease SAG12 fused to GFP, increased during senescence induction in darkness, and peaked after 2-4 d, when chloroplast dismantling was most intense. Increased abundance of SAVs correlated with higher levels of SAG12 mRNA. Activity labelling with a biotinylated derivative of the cysteine protease inhibitor E-64 was used to detect active cysteine proteases. The two apparently most abundant cysteine proteases of senescing leaves, of 40 kDa and 33 kDa were detected in isolated SAVs. Rubisco degradation in isolated SAVs was completely blocked by E-64. Treatment of leaf disks with E-64 in vivo substantially reduced degradation of Rubisco and leaf proteins. Overall, these results indicate that SAVs contain most of the cysteine protease activity of senescing cells, and that SAV cysteine proteases are at least partly responsible for the degradation of stromal proteins of the chloroplast.Instituto de Fisiología Vegeta

Leaf protein allocation across the canopy and during senescence in earlier and later senescing maize hybrids, and implications for the use of chlorophyll as a proxy of leaf N

Leaf chlorophyll (chl) and protein distribution were analyzed throughout grain filling in four modern maize hybrids with contrasting senescence behavior, at three different canopy levels and at low-N (LN, 18 kg N ha−1) and high-N (HN, 218 kg N ha−1) fertilization levels. Chl content assessed by SPAD resembled protein content only at LN, with delayed senescing genotypes having more leaf protein content than reference genotypes. Across N levels, relative chl content negatively related to light intensity (r2 = 0.59, P < 0.001), while relative protein content did only for the lowest part of the canopy (r2 = 0.54, P < 0.001), suggesting protein distribution in the canopy could be further improved. Relative Rubisco/LHCII partitioning increased from lower to upper leaves (P < 0.09) and differed among genotypes (P < 0.05) with no link to senescence behavior. Photosynthetic electron transport rates were lower at LN and differed between genotypes (P < 0.05) including those with similar leaf protein contents. Chl and protein contents were related across the entire dataset (r2 = 0.53, P < 0.001) but the slope (b) of this relationship varied widely depending on the leaf position (b = 0.026–0.019), the senescence stage (b = 0.014–0.020), the N level (b = 0.035–0.026) and the hybrid (b = 0.016–0.033). Our results suggest that in modern maize hybrids, leaf N utilization can be further improved and that genotypic together with other sources of variation should be included as specific variables in SPAD-based predictions of leaf N content.Instituto de Fisiología Vegeta

Senescence-associated vacuoles, a specific lytic compartment for degradation of chloroplast proteins?

Degradation of chloroplasts and chloroplast components is a distinctive feature of leaf senescence. In spite of its importance in the nutrient economy of plants, knowledge about the mechanism(s) involved in the breakdown of chloroplast proteins is incomplete. A novel class of vacuoles, "senescence-associated vacuoles" (SAVs), characterized by intense proteolytic activity appear during senescence in chloroplast-containing cells of leaves. Since SAVs contain some chloroplast proteins, they are candidate organelles to participate in chloroplast breakdown. In this review we discuss the characteristics of SAVs, and their possible involvement in the degradation of Rubisco, the most abundant chloroplast protein. Finally, SAVs are compared with other extra-plastidial protein degradation pathways operating in senescing leaves.Facultad de Ciencias Naturales y MuseoFacultad de Ciencias Agrarias y ForestalesInstituto de Fisiología Vegeta

Ensalada de colores : Los pigmentos vegetales y sus funciones

En el marco de la celebración del “Día de la fascinación por las plantas” diseñamos una actividad de laboratorio apta para alumnos de la escuela primaria. Trabajamos con vegetales, de los que extraemos sus pigmentos (clorofilas, carotenos y antocianinas) los que utilizamos para pintar tarjetas. La actividad de laboratorio permitió introducir algunos conceptos de química (pigmentos vegetales, fotosíntesis y antioxidantes) que vinculamos con los saberes previos de los niños.Instituto de Fisiología Vegeta

Ensalada de colores : Los pigmentos vegetales y sus funciones

En el marco de la celebración del “Día de la fascinación por las plantas” diseñamos una actividad de laboratorio apta para alumnos de la escuela primaria. Trabajamos con vegetales, de los que extraemos sus pigmentos (clorofilas, carotenos y antocianinas) los que utilizamos para pintar tarjetas. La actividad de laboratorio permitió introducir algunos conceptos de química (pigmentos vegetales, fotosíntesis y antioxidantes) que vinculamos con los saberes previos de los niños.Instituto de Fisiología Vegeta

Tratamientos con luz de baja intensidad para retrasar la senescencia durante el almacenamiento de brócoli a temperatura ambiente: ¿clorofilas o fitocromos?

Para el consumo de brócoli se cosechan las inflorescencias inmaduras mediante un corte en el tallo que las soporta. El corte induce la senescencia de los tejidos, cuyos principales síntomas son la degradación de proteínas y de clorofilas que se manifiesta como la pérdida del color verde y por lo tanto pérdida de calidad comercial del producto. En un primer ensayo se tomó como referencia la degradación de ambos parámetros y se seleccionó como tratamiento efectivo para retrasar la senescencia el uso de pulsos de 2 horas diarias con luz blanca de baja intensidad (20-25 μmoles.m-2.s-1) durante el almacenamiento en oscuridad de brócoli a temperatura ambiente. El retraso de la senescencia postcosecha ocasionado por el tratamiento con luz podría ser debido a la recuperación de fotosíntesis, es decir mediado por clorofilas o bien un mecanismo mediado por otros fotoreceptores que actuarían como intermediarios de señales que modifican numerosos procesos metabólicos. Uno de los fotoreceptores más estudiados son los fitocromos que absorben la luz roja y su mecanismo de acción se revierte por la luz roja lejana. El objetivo de este trabajo fue analizar si el efecto de la luz de baja intensidad sobre la senescencia postcosecha de brócoli es un mecanismo mediado por clorofilas o por fitocromos. Para ello se realizaron los tratamientos con pulsos de 2 h de luz de baja intensidad (20-25 μmoles.m-2.s-1), pero utilizando diferente calidad de luz: blanca (B), roja (R) y roja lejana (RL); además de un tratamiento control siempre en oscuridad (C). Para los tratamientos R y RL se colocaron filtros LEE adecuados entre las lámparas de luz blanca y las muestras. Se determinó el % de pérdida de peso, la disminución del color utilizando un colorímetro, el contenido de pigmentos en extractos con acetona 80%, el contenido de proteínas por electroforesis y el contenido de azúcares totales y solubles utilizando el método de Somogyi & Nelson. Los resultados indican que los tratamientos B y R retrasaron la senescencia postcosecha de brócoli ya que retuvieron el color, las clorofilas, las proteínas y los azúcares en comparación al control. Durante la senescencia postcosecha de brócoli no se observó acumulación de azúcares en ningún tratamiento. Sólo las retenciones de color, clorofilas y proteínas que se lograron con el tratamiento R fueron claramente revertidas por el RL. Estos resultados sugieren que el retraso de la senescencia no se debe a un mecanismo de fotosíntesis, sino que posiblemente los fitocromos actúan como reguladores.Trabajo publicado en Castagnini, Juan Manuel; Luz Marina Zapata; Liliana Mabel Gerard (eds.). Libro de Trabajos Completos I Congreso Argentino de Biología y Tecnología Poscosecha. IX Jornadas Argentinas de Biología y Tecnología Poscosecha. Paraná: Universidad Nacional de Entre Ríos. UNER, 2018.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Tratamientos con luz de baja intensidad para retrasar la senescencia durante el almacenamiento de brócoli a temperatura ambiente: ¿clorofilas o fitocromos?

Para el consumo de brócoli se cosechan las inflorescencias inmaduras mediante un corte en el tallo que las soporta. El corte induce la senescencia de los tejidos, cuyos principales síntomas son la degradación de proteínas y de clorofilas que se manifiesta como la pérdida del color verde y por lo tanto pérdida de calidad comercial del producto. En un primer ensayo se tomó como referencia la degradación de ambos parámetros y se seleccionó como tratamiento efectivo para retrasar la senescencia el uso de pulsos de 2 horas diarias con luz blanca de baja intensidad (20-25 μmoles.m-2.s-1) durante el almacenamiento en oscuridad de brócoli a temperatura ambiente. El retraso de la senescencia postcosecha ocasionado por el tratamiento con luz podría ser debido a la recuperación de fotosíntesis, es decir mediado por clorofilas o bien un mecanismo mediado por otros fotoreceptores que actuarían como intermediarios de señales que modifican numerosos procesos metabólicos. Uno de los fotoreceptores más estudiados son los fitocromos que absorben la luz roja y su mecanismo de acción se revierte por la luz roja lejana. El objetivo de este trabajo fue analizar si el efecto de la luz de baja intensidad sobre la senescencia postcosecha de brócoli es un mecanismo mediado por clorofilas o por fitocromos. Para ello se realizaron los tratamientos con pulsos de 2 h de luz de baja intensidad (20-25 μmoles.m-2.s-1), pero utilizando diferente calidad de luz: blanca (B), roja (R) y roja lejana (RL); además de un tratamiento control siempre en oscuridad (C). Para los tratamientos R y RL se colocaron filtros LEE adecuados entre las lámparas de luz blanca y las muestras. Se determinó el % de pérdida de peso, la disminución del color utilizando un colorímetro, el contenido de pigmentos en extractos con acetona 80%, el contenido de proteínas por electroforesis y el contenido de azúcares totales y solubles utilizando el método de Somogyi & Nelson. Los resultados indican que los tratamientos B y R retrasaron la senescencia postcosecha de brócoli ya que retuvieron el color, las clorofilas, las proteínas y los azúcares en comparación al control. Durante la senescencia postcosecha de brócoli no se observó acumulación de azúcares en ningún tratamiento. Sólo las retenciones de color, clorofilas y proteínas que se lograron con el tratamiento R fueron claramente revertidas por el RL. Estos resultados sugieren que el retraso de la senescencia no se debe a un mecanismo de fotosíntesis, sino que posiblemente los fitocromos actúan como reguladores.Trabajo publicado en Castagnini, Juan Manuel; Luz Marina Zapata; Liliana Mabel Gerard (eds.). Libro de Trabajos Completos I Congreso Argentino de Biología y Tecnología Poscosecha. IX Jornadas Argentinas de Biología y Tecnología Poscosecha. Paraná: Universidad Nacional de Entre Ríos. UNER, 2018.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Tratamientos con luz de baja intensidad para retrasar la senescencia durante el almacenamiento de brócoli a temperatura ambiente: ¿clorofilas o fitocromos?

Para el consumo de brócoli se cosechan las inflorescencias inmaduras mediante un corte en el tallo que las soporta. El corte induce la senescencia de los tejidos, cuyos principales síntomas son la degradación de proteínas y de clorofilas que se manifiesta como la pérdida del color verde y por lo tanto pérdida de calidad comercial del producto. En un primer ensayo se tomó como referencia la degradación de ambos parámetros y se seleccionó como tratamiento efectivo para retrasar la senescencia el uso de pulsos de 2 horas diarias con luz blanca de baja intensidad (20-25 μmoles.m-2.s-1) durante el almacenamiento en oscuridad de brócoli a temperatura ambiente. El retraso de la senescencia postcosecha ocasionado por el tratamiento con luz podría ser debido a la recuperación de fotosíntesis, es decir mediado por clorofilas o bien un mecanismo mediado por otros fotoreceptores que actuarían como intermediarios de señales que modifican numerosos procesos metabólicos. Uno de los fotoreceptores más estudiados son los fitocromos que absorben la luz roja y su mecanismo de acción se revierte por la luz roja lejana. El objetivo de este trabajo fue analizar si el efecto de la luz de baja intensidad sobre la senescencia postcosecha de brócoli es un mecanismo mediado por clorofilas o por fitocromos. Para ello se realizaron los tratamientos con pulsos de 2 h de luz de baja intensidad (20-25 μmoles.m-2.s-1), pero utilizando diferente calidad de luz: blanca (B), roja (R) y roja lejana (RL); además de un tratamiento control siempre en oscuridad (C). Para los tratamientos R y RL se colocaron filtros LEE adecuados entre las lámparas de luz blanca y las muestras. Se determinó el % de pérdida de peso, la disminución del color utilizando un colorímetro, el contenido de pigmentos en extractos con acetona 80%, el contenido de proteínas por electroforesis y el contenido de azúcares totales y solubles utilizando el método de Somogyi & Nelson. Los resultados indican que los tratamientos B y R retrasaron la senescencia postcosecha de brócoli ya que retuvieron el color, las clorofilas, las proteínas y los azúcares en comparación al control. Durante la senescencia postcosecha de brócoli no se observó acumulación de azúcares en ningún tratamiento. Sólo las retenciones de color, clorofilas y proteínas que se lograron con el tratamiento R fueron claramente revertidas por el RL. Estos resultados sugieren que el retraso de la senescencia no se debe a un mecanismo de fotosíntesis, sino que posiblemente los fitocromos actúan como reguladores.Trabajo publicado en Castagnini, Juan Manuel; Luz Marina Zapata; Liliana Mabel Gerard (eds.). Libro de Trabajos Completos I Congreso Argentino de Biología y Tecnología Poscosecha. IX Jornadas Argentinas de Biología y Tecnología Poscosecha. Paraná: Universidad Nacional de Entre Ríos. UNER, 2018.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale