S-Like Ribonuclease T2 Genes Are Induced during Mobilisation of Nutrients in Cotyledons from Common Bean

Germination and seedling development are crucial phases in a plant’s life cycle with economical and agronomical implications. The RNA quality in seeds is linked to seed viability, being an important agronomic trait since this leads to a loss in germination efficiency. In addition, RNA can be an important phosphorous reservoir in seeds, affecting the efficiency of the mobilisation of nutrients towards the seedlings. However, knowledge about the physiological function of ribonucleases during germination and seedling development is scarce. We analysed the ribonuclease activities of cotyledons during these processes and the expression of S-like ribonucleases T2. Ribonuclease activity was detected in cotyledons at 1 day after imbibition and the specific activity increased during germination and seedling development, reaching a maximal value at 10 days after imbibition. At this stage, the levels of proteins and RNA in cotyledons were very low. Using in-gel assays, three ribonucleases were detected with apparent molecular masses of 16, 17 and 19 kDa along cotyledon ontogeny. The S-like ribonucleases T2 family consists of four genes in common bean (PvRNS1 to PvRNS4). The expression of PvRNS1, PvRNS2 and PvRNS4 increased in the phase of nutrient mobilisation in cotyledons. The expression of PvRNS1 increased 1000 fold in cotyledons, from 1 to 6 days after imbibition. The suppression of the induction of ribonuclease activity and gene expression in decapitated seedlings suggests that the regulatory signal comes from the developing axes. These results clearly state that S-like ribonucleases T2 are involved in RNA turnover in cotyledons during seedling development

Biotecnología de plantas superiores y algas verdes

Los ureidos, alantoína y alantoato, son los principales compuestos sintetizados a partir del nitrógeno fijado en los nódulos de las leguminosas que se exportan a las partes aéreas en leguminosas tropicales como la judía. Los ureidos se producen por la oxidación de las purinas sintetizadas de novo en los nódulos radicales y también como parte de un proceso de recuperación de los compuestos nitrogenados en tejidos senescentes. Los ureidos se acumulan en varios tejidos vegetales en respuesta al estrés hídrico, y se ha sugerido que la acumulación de estos compuestos nitrogenados es la responsable de la inhibición de la fijación de nitrógeno que tiene lugar en condiciones ambientales adversas. A pesar de la importancia crucial de los ureidos como compuestos de reserva y transporte de nitrógeno, hasta el momento no se llevado a cabo la caracterización de las rutas de síntesis y degradación de ureidos en plantas. En particular, parece que existen dos posibles rutas de degradación de alantoato, y que el que determinadas leguminosas usen una u otra ruta puede afectar a la sensibilidad o tolerancia de esas plantas a la sequía. Por tanto la determinación de la ruta que opera en leguminosas de gran interés agronómico como la judía y el garbanzo, puede a la larga tener utilidad biotecnológica con la obtención de plantas que sean capaces de mantener la fijación de nitrógeno en condiciones ambientales adversas, como la sequía. Además de en la caracterización, con fines biotecnológicos del metabolismo de ureidos en leguminosas, se está trabajando obtención de algas superproductoras de γ-tocoferol (vitamina E) mediante ingeniería metabólica, así como en el análisis del contenido en antioxidantes del aceite de oliv