Investigadores aragoneses participan en proyecto internacional para corregir carencia de hierro en plantas

1 Pag., 1 Fot.Desde el año pasado el grupo de investigación consolidado Fisiología de Estrés en Plantas de la Estación Experimental Aula Dei del CSIC, dirigido por Javier Abadía, está desarrollando un proyecto internacional de tres años de duración denominado Hot Iron – Plant Progrow (Homeostasis y Transporte de Hierro – Mejorando la Productividad de las Plantas), que implica a seis grupos de investigación y empresas de Alemania, Francia y España.Peer reviewe

Estrés Abiótico y Homeostasis Iónica

Master Universitario en Biología Agraria y Acuicultura.-- 75 horas, 3 Créditos ECTS.Peer reviewe

Proteomic analysis of amaranth under abiotic stress

Tesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"Las especies comerciales de amaranto de grano Amaranthus hypochondriacus, A. cruentus y A. caudatus son nativas de América y están distribuidas en los cinco continentes. El amaranto es un pseudocereal altamente nutritivo y no alergénico con notables propiedades nutracéuticas, capaz de adaptarse a diversas condiciones de cultivo tales como suelos pobres en nutrientes y moderadamente salinos, condiciones de poca agua y altas temperaturas. Estas características lo convierten en un buen modelo para estudiar la tolerancia a condiciones de estrés abiótico como la sequía y el estrés salino. El estrés abiótico es uno de los principales factores que limitan la productividad agrícola mundial y genera la reducción de hasta el 50% en el rendimiento potencial de los cultivos. La exposición de las plantas a condiciones de estrés abiótico, desencadena cambios fisiológicos que se rigen por la expresión de diferentes grupos de genes y proteínas cuya actividad permite a las plantas tolerar condiciones ambientales adversas. El empleo cada vez más frecuente de las tecnologías “omicas” permite la identificación de genes y proteínas asociados con la tolerancia al estrés abiótico. Como parte del proyecto Amaranth-Future-Food, en este trabajo se evaluó mediante un enfoque proteómico la respuesta del amaranto a condiciones de estrés abiótico como la sequía y el estrés salino. Para lo cual se obtuvieron los patrones de proteínas mediante Electroforesis Bidimensional (2-DE) y se identificaron las proteínas diferencialmente acumuladas mediante Espectrometría de Masas en Tándem. Algunas de estas proteínas pueden considerarse como asociadas con la tolerancia al estrés abiótico. Sin embargo, es necesaria una caracterización funcional de estas proteínas a fin de demostrar su importancia en la respuesta de las plantas ante el estrés. Algunas alternativas para demostrar el papel que juegan estas proteínas diferencialmente acumuladas en la respuesta ante el estrés abiótico son: la complementación funcional de levaduras sensibles a componentes del estrés abiótico como el estrés osmótico, el silenciamiento génico, la expresión de dichas proteínas en líneas insercionales así como la evaluación de la acumulación diferencial de estas proteínas candidatas en híbridos que mantengan los rasgos deseados. Estos acercamientos nos darían una idea más clara del papel que desempeñan tales proteínas en los mecanismos de respuesta al estrés abiótico.""Commercial amaranth species such as Amaranthus hypochondriacus, A. cruentus and A. caudatus are native to America and are worldwide distributed. Amaranth is a highly nutritious and non-allergenic pseudo-cereal crop with remarkable nutraceutical properties. Amaranth is also a promising species often grown under semiarid conditions prone to both drought and salinity. For the above described amaranth is a good model to study tolerance to abiotic stress conditions such as drought and salt stress. Abiotic stress is one of the major factors limiting crop productivity worldwide and responsible for the reduction of up to 50% in the potential yield of crops. Plant exposure to abiotic stress triggers physiological changes ruled by the expression of different sets of genes and proteins whose activities enable plants to tolerate stressful environmental conditions. The application of 'omics' technologies has allowed the identification of genes and proteins related to abiotic stress tolerance. As part of the Amaranth-Future-Food project, in the present thesis, 2-DE gel coupled with LC-MS/MS approach was applied in order to analyze the changes in amaranth protein accumulation in response to abiotic stress conditions such as drought and salt stress. Some of the differentially accumulated proteins in response to stress may be considered associated to abiotic stress tolerance. However, functional characterization of these proteins in order to demonstrate its importance in plant response to abiotic stress is needed. Functional complementation by heterologous expression in yeast, gene silencing, heterologous expression in insertional lines and evaluation of differential accumulation of these proteins in hybrids from cultivars with contrasting tolerance to abiotic stress that preserve the desired trait are among the alternatives to demonstrate the role played by such proteins in plant responsive mechanisms to cope with abiotic stresses.

Rol de la alantoína en la regulación de los niveles de especies activas del oxígeno en Arabidopsis thaliana.

42 h.; ils.; grafs.; tabls. Contiene Referencia BibliográficaLa alantoína es un metabolito derivado de la degradación de las purinas, que se acumula en Arabidopsis thaliana en condiciones de estrés abiótico. Numerosos autores han relacionado este hecho con la tolerancia al estrés. Puesto que se conoce que diferentes tipos de estrés abiótico conducen al aumento de los niveles de especies activas del oxígeno (EAO), situación conocida como estrés oxidativo; se propuso que la acumulación de alantoína podría estar relacionada con la tolerancia a dicho estrés. En este trabajo mutantes alantoinasa knockout (aln-1) que acumulan alantoína en forma constitutiva, presentaron signos de mayor tolerancia al estrés oxidativo inducido por H2O2; sin embargo, no presentaron diferencias respecto al genotipo silvestre al ser tratados con alta intensidad lumínica, metilviológeno o aminotriazol. También se ha propuesto que el transporte a larga distancia de alantoína, mediante el transportador Ureido Permeasa 5 (AtUPS5), podría estar implicado en la tolerancia al estrés. Por ello, se estudió la relación de la translocación de alantoína con la regulación de las EAO endógenas, en líneas WT y ups5. Luego de 3 horas de tratamiento con alantoína exógena, las plantas ups5 mostraron una disminución en sus niveles de O2·- foliares. Sin embargo, luego de 24 horas de tratamiento, ambos genotipos presentaron un aumento en los niveles de O2·- y H2O2, lo que sugiere la implicancia de otros transportadores en la translocación de alantoína y modulación de las EAO en parte aérea. Se discuten las posibles relaciones de este hecho, con las respuestas de tolerancia al estrés abiótico de plantas que acumulan alantoína o tratadas con alantoína exógena descriptas

Estudio del rol de los segundos mensajeros (calcio y especies reactivas de oxígeno) en la translocación al núcleo de la proteína ATBZIP60U de arabidopsis thaliana, en condiciones de estrés osmótico

Tesis (Ingeniero en Biotecnología)Las plantas son organismos sésiles (no se pueden mover) cuyo ambiente cambia con el tiempo, es por esto, que han desarrollado distintos mecanismos para responder a estos cambios en el ambiente, que pueden ser infecciones por patógenos (estrés biótico), estrés osmótico, estrés salino, cambios en la temperatura o falta de nutrientes (estrés abiótico). A nivel molecular estas situaciones de estrés generan en las plantas un aumento en la síntesis de proteínas de secreción y de membranas; estas proteínas deben ser plegadas en el retículo endoplasmático (RE), sin embargo, la maquinaria encargada del correcto plegamiento de las proteínas en ciertas ocasiones no logra plegar todas las proteínas, y estas proteínas no plegadas comienzan a acumularse en el RE, generando un fenómeno llamado estrés en el RE. En respuesta a este estrés, se activa el sistema UPR, en el cual se aumenta los genes asociados a chaperonas y componentes del ERAD que permiten el correcto plegamiento de las proteínas o la eliminación de estas. En Arabidopsis thaliana existe un gen llamado AtbZIP60, cuyo ARN mensajero es procesado por una proteína localizada en el RE conocida como IRE1. Luego de esta modificación conocida como splicing no convencional se genera una proteína soluble que es capaz de translocar al núcleo y regular la expresión de genes asociados al UPR. Recientemente, se ha reportado que este gen participaría en la respuesta frente a la salinidad y estrés osmótico, y que su participación requeriría de un segundo mensajero, como calcio, especies reactivas de oxigeno (ROS) o ácido fosfatídico. Es por lo anterior que se plantea que alguno de estos segundos mensajeros participa en la translocación al núcleo de la proteína AtbZIP60, en condiciones de estrés osmótico. Para analizar esto se utilizaron tres líneas de plantas transgénicas de Arabidopsis thaliana que permitieron visualizar la fluorescencia de la proteína AtbZIP60 procesada (AtbZIP60s; línea 68) y la proteína AtbZIP60 no procesada (AtbZIP60u; líneas L101 y L111) con la técnica de microscopia de epifluorescencia, bajo estrés osmótico y con niveles aumentados de los mensajeros secundarios, o una inhibición de estos. Se observo que el aumento de calcio citosólico no afecta la fluorescencia de la proteína AtbZIP60s y AtbZIP60u, como tampoco ocurre al disminuir la disponibilidad de calcio. El aumento de los niveles de ROS al igual que el calcio no estaría afectando la fluorescencia de la proteína AtbZIP60s y AtbZIP60u, sin embargo, una disminución de los niveles de ROS estaría afectando la fluorescencia de AtbZIP60u, pero no la fluorescencia de la proteína AtbZIP60s

Incremento de la tolerancia a sequía mediante la acumulación de trealosa por inhibición de RNAas en arroz (Oryza sativa L.)

La sequía es el principal factor limitante para el incremento de la productividad agrícola mundial, y el mejoramiento de variedades resistentes a sequía es una necesidad latente. Estudios del metabolismo de la trealosa han puesto en evidencia la capacidad generalizada de las plantas de sintetizarla y el importante papel que tiene en la resistencia a estrés hídrico. Este trabajo parte de la hipótesis de que la inhibición por RNA antisentido del gen de la trealasa incrementa los niveles de trealosa y confiere tolerancia al estrés abiótico. Inicialmente, se obtuvo un cultivo de callo embriogénico de arroz para su transformación por el método de biobalística con vectores de expresión de RNA antisentido dirigidos a la trealasa. En las líneas de arroz obtenidas, los niveles de trealosa alcanzados fueron de 780 mgr/gr PS como valor máximo. Esta acumulación de trealosa condujo a un incremento significativo en la capacidad fotosintética de las líneas transgénicas en condiciones de riego que aumenta en condiciones de sequía. De esta manera, fue posible concluir que la inhibición de la trealasa conduce a un incremento de trealosa en condiciones de sequía. La tolerancia de la planta a las condiciones de estrés se ve incrementada manteniendo altos nivel de fotosíntesis

Uso de menadiona para aumentar la tolerancia al estrés salino de las plantas

Uso de menadiona para aumentar la tolerancia al estrés salino de las plantas. Esta invención está relacionada con el uso de composiciones que contienen menadiona (Vitamina K3 o Provitamina K) y/o algunos de sus derivados hidrosolubles para la mejora de la tolerancia al estrés salino de las plantas afectadas. El tratamiento se lleva a cabo mediante la aplicación de las soluciones que contengan los citados compuestos por cualquier vía que ponga en contacto las composiciones de la invención con cualquier parte de la planta y/o semillas.Peer reviewedB1 Patente con informe sobre el estado de la ténic

Participación del ABA en la respuesta de las plantas a la combinación de sequía y calor

Treball Final de Màster Universitari en Investigació i Biotecnologia Agràries. Codi: SIZ014. Curs acadèmic: 2015-201

Análisis funcional de un factor de transcripción bZiP involucrado en la tolerancia a estrés salino en tomate

118 p.La regulación de la expresión génica es una de las respuestas utilizadas por las plantas para activar mecanismos de tolerancia a estrés abiótico. Algunos de los genes que se inducen por estrés son factores de transcripción que participan en puntos claves de vías de transducción de señales. En plantas, los factores de transcripción bZIP tipo AREB/ABF participan en la regulación de la expresión génica asociada con procesos de respuesta a estrés abiótico como sequía y salinidad y constituyen los principales factores de la señalización dependiente de la fitohormona ácido abscísico (ABA). Durante el desarrollo de esta tesis con el fin de incrementar el conocimiento acerca de las respuestas de los cultivos a estrés abiótico como sequía y salinidad, se identificaron dos factores de transcripción bZIP de tomate (Solanum lycopersicum), denominados SlAREB1 y SlAREB2. Las secuencias aminoacídicas de ambas proteínas comparten una alta homología con secuencias de otros miembros de esta subfamilia de factores de transcripción en diversas especies de cereales y en Arabidopsis thaliana. Análisis experimentales demostraron que la expresión de los genes codificantes de ambos factores de transcripción es inducida en respuesta a deshidratación, estrés salino y ABA, tanto en tejido foliar como radicular, aunque el gen SlAREB1 presentó una mayor acumulación en los niveles de transcritos que SlAREB2. Para investigar la posible función de estos factores de transcripción en respuesta a estrés abiótico, se generaron plantas transgénicas de tomate que sobreexpresan constitutiva y ectópicamente SlAREB1 y plantas transgénicas antisentido SlAREB1 con niveles reducidos de transcritos de este gen. Las líneas sobreexpresoras exhibieron un incremento en su tolerancia frente a estrés salino comparado con plantas wild-type y plantas antisentido. Estos resultados provienen de la evaluación de parámetros fisiológicos como contenido relativo de agua (RWC), funcionamiento del fotosistema II e indicadores de daño tales como peroxidación de lípidos de membrana

Nuevos genes reguladores de la tolerancia a estrés abiótico en Arabidopsis

Martínez Macías, F. (2015). Nuevos genes reguladores de la tolerancia a estrés abiótico en Arabidopsis [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48560TESI