Respuesta comparativa al estrés salino entre Capsicum annuum var. glabriusculum y Capsicum annuum var. annuum: Análisis molecular, fisiológico y morfométrico

Abstract

El problema de salinidad afecta más de 800 millones de hectáreas a nivel mundial, principalmente limitando el potencial de producción de cultivos de especies glicófitas seleccionadas por su rápida tasa de crecimiento y alto rendimiento. Esta selección artificial ha conducido a que las plantas domesticadas presenten distintos patrones de tolerancia al estrés salino que las plantas silvestres. Se ha documentado que estos los parientes silvestres son un valioso acervo genético que pueden ayudar a elucidar los mecanismos moleculares de tolerancia a diversos factores bióticos o abióticos estresantes. Un cultivo importante a nivel mundial es el chile poblano (Capsicum annuum var. Annuum). Su contraparte silvestre es el chile chiltepin (C. annuum var. Glabriusculum). El objetivo general de este trabajo fue determinar por parámetros fisiológicos y morfométricos la tolerancia a salinidad de C. annuum var. glabriusculum e identificar por técnicas moleculares los genes involucrados en este fenómeno, así como evaluar la expresión de algunos de ellos en C. anuum var. annuum. Para determinar la resistencia del chiltepín y chile poblano a la salinidad, se realizó un bioensayo con los siguientes tratamientos: riego por 30 días con solución nutritiva Hoagland con NaCl (0 mM, 50mM, 100mM, 200mM, 300mM). Se evaluaron los parámetros de transpiración, área foliar, peso seco y fresco de hoja, de tallo, y de raíz, y se realizó un análisis del contenido de minerales en esos tejidos. Los resultados mostraron que el chiltepín, a diferencia del chile poblano, posee los siguientes mecanismos fisiológicos para tolerar altas concentraciones de NaCl: (1) disminuye la tasa de transpiración y luego la mantiene constante, (2) no se ve afectada la producción de clorofilas, (3) acumula iones de Na+ en la hoja; mientras que en los análisis morfométricos (comparado con un Indice de Crecimiento Relativo) se encontró que: (1) aumenta el crecimiento de la raíz, (2) no se ve afectado el número de hojas y el área foliar, lo que indica que el chiltepín toleró el estrés salino inducido. Por otra parte, para evaluar la expresión diferencial de genes por el fenómeno de salinidad, se hizo un bioensayo con chiltepín sometido a estrés salino. Plantas de chiltepin se agruparon en Control, Tratamiento A (NaCl 300 mM y muestreo de hoja a los 30 minutos post-aplicación de NaCl) y Tratamiento B (con muestreo de hoja a las 24 horas post-aplicación de NaCl). El material genético obtenido se analizó por Despliegue Diferencial (DD) y por Amplificación con oligonucleotidos específicos (AOE). Del análisis de los perfiles electroforéticos de DD se seleccionaron 10 amplicones y de AOE se obtuvieron 12 genes. Para comparar y evaluar la expresión génica entre chiltepin y chile poblano, se realizaron macroarreglos en donde se inmovilizaron los genes obtenidos por expresión diferencial y se hibridaron con sondas marcadas con digoxigenina. Las sondas se sintetizaron a partir del material genético obtenido chile poblano sometido bajo las mismas condiciones del segundo bioensayo. El análisis de los resultados indicaron que los genes que no hibridaron entre chile chiltepín y chile poblano fueron: Acetolactato sintasa, Inhibidor de la disociación GDP, DEA-1, Esterasa del chile, Subunidad α de E1 de la piruvato deshidrogenada, una con función desconocida, 24 DDRP5, 17 DDRP5, 9 DDRP6, 14 DDRP6 y 20 DDRP6. Los niveles de expresión de dichos genes en las dos variedades tienen una expresión opuesta y pueden estar involucrados en las diferencias a la resistencia al estrés salino entre el chile chiltepín y el chile poblano. Adicionalmente se depositaron 6 secuencias de expresión (ESTs) de chiltepín bajo estrés salino en el GenBank.