Expresión diferencial de proteínas radiculares de trigo (Triticum aestivum L.) a la adehsión de Azospirillum brasilense Cd

Abstract

El trigo harinero (Triticum aestivum L.) es uno de los principales cultivos empleados para la alimentación a nivel mundial. Dentro de los factores abióticos el que más limita su rendimiento es la salinidad. Una fuente adicional de salinización y de aumento en los costos de producción es el uso indiscriminado de fertilizante nitrogenado. Por lo que el uso de variedades tolerantes a salinidad y el uso complementario de biofertilizantes, a base de Azospirillum brasilense, permitirá disminuir los efectos negativos de la salinidad, mejorar el rendimiento y disminuir los costos de producción durante su cultivo. Sin embargo, el efecto benéfico de Azospirillum como biofertilizante, a nivel de campo, ha mostrado ser inconsistente. La caracterización fenotípica de la adhesión de A. brasilense ha demostrado que es un proceso genotipo-dependiente (Adriana Rojas Hernández; Tesis de doctorado en desarrollo, U.A.S.; datos sin publicar). Y por tanto, se ha sugerido que las inconsistencias reportadas se deben a la incapacidad de A. brasilense de adherirse a cualquier genotipo. El presente trabajo se enfocó a estudiar si el fenotipo de adhesión de A. brasilense está correlacionado con una expresión diferencial de proteínas radiculares en trigos harineros y hexaploides sintéticos polimórficos a la adhesión de A. brasilense Cd, durante los primeros estadios de interacción planta-bacteria. Para esto, se analizaron los proteomas radiculares de los genotipos: Chinese spring (2n=42; AABBDD), Opata (2n=42; AABBDD), y el sintético hexaploide Norwich (2n=42; AABBDD). A los genotipos Opata y el sintético hexaploide se les adhiere A. brasilense mientras que al genotipo Chinese spring no. Plántulas de los tres genotipos fueron cultivadas hidropónicamente en cajas de Petri, irrigadas con medio Hoagland (media fuerza iónica) sin o con 150 mM NaCl, en condiciones controladas de luz y temperatura, durante 6 días. Al término de éste tiempo, se cosecharon las raíces para la extracción de proteínas solubles. Los extractos proteícos fueron resueltos por medio de electroforésis de isoelectroenfoque (1ª dimensión) seguida de electroforéis 2D SDS-PAGE. Proteínas con expresión diferencial fueron removidas del SDS-PAG y procesadas para determinar su secuencia vía el análisis MALDI TOF/TOF MS y MS/MS y así determinar su identidad. En ausencia de estrés salino, para el genotipo Chinese spring se detectaron dos proteínas reguladas a la alta (up-regulated = UR). El genotipo Norwich mostró dos proteínas UR y una regulada a la baja (down-regulated = DR). Y en el caso del genotipo Opata, se encontraron nueve proteínas UR. Solo un 42.1% de la secuencias obtenidas concordaron con secuencias conocidas. La identidad de éstas fue: una metionina adenosiltransferasa, una Gliceraldehido-3-fosfato-deshidrogenasa y dos malato deshidrogenasa en la variedad Opata, todas con un patrón de expresión UR. Mientras que para la variedad Norwich se identificó la proteína UDP-D-Gluroconato descarboxilasa (UR), una como malato deshidrogenas (UR), una HSP70 (DR) y una proteína hipotética (DR). La UDP-D-glucoronato descarboxilasa, Malato deshidrogenasa y la Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa intervienen en el metabolismo de carbohidratos, lo que sugiere su participación en la estimulación de elongación celular y induciendo el crecimiento radicular. Mientras que la sobreexpresión de la metionina adenosiltransferasa podría estar ligada a la síntesis de la fitohormona etileno, lo que conllevaría un aumento en la producción de pelos radiculares. En condiciones de estrés salino se detectó una proteína UR en Chinese spring y para Opata una proteína UR y cinco proteínas DR De estas últimas ninguna secuencia concordó con las reportadas en las bases de datos consultadas.