Caracterización fisiológica de tres fenotipos de Mesembryanthemum crystallinum y análisis de la expresión de los genes antiporte Mcnhx1 y Mcnhx2 durante el estrés salino
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Fecha
2013Autor
Warner Urías, Norberto Alexsandro
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Los transportadores tipo antiporte Na+/H+ (NHXs) son proteínas integrales que residen en la membrana plasmática, compartimentos endosomales y en vacuolas, encargados del intercambio electroneutral de Na+ y/o K+ por H+ con la finalidad de dirigir el movimiento de iones hacia afuera de la célula, al interior de la vacuola u organelos intracelulares. Con ello contribuyen en la regulación del pH vacuolar, la homeostasis celular del K+, la expansión celular, el tráfico vesicular, el direccionamiento de proteínas y la tolerancia a la salinidad. Mesembryanthemum crystallinum (vidrillo o ice plant) se ha propuesto como un modelo de estudio para el estrés abiótico. En estudios realizados en CIBNOR sobre el perfil de expresión del gen McNhx2 de vidrillo, se observó que induce su expresión en respuesta a estrés salino (Warner-Urías, 2010) lo que difiere de los resultados descritos por Cosentino et al. (2010) en dónde no detectan la expresión de dicho gen en respuesta a estrés. Por lo que el presente trabajo se planteó estudiando 3 fenotipos de vidrillo y su respuesta fisiológica y molecular al estrés salino. Se emplearon plántulas de 6 semanas de edad de tres fenotipos de vidrillo identificados por el Dr. Andres Orduño (unidad Guerrero Negro, CIB) como P0, P9 y P11 en tratamiento con NaCl 500 mM. Como parámetros fisiológicos se evaluaron: el potencial hídrico, el contenido de humedad, relación PS/PF, contenido de prolina, contenido de Na+ y K+ y contenido de clorofila. Y en el aspecto molecular, se evaluó la expresión de los genes McNhx1 y McNhx2. En los 3 fenotipos (principalmente P11) se observó una disminución en el potencial hídrico y contenido de humedad como respuesta al estrés salino. No se observaron diferencias significativas en el contenido de prolina en respuesta a estrés salino, pero se encontró una tendencia a aumentar debido al estrés principalmente el fenotipo P11. El contenido de Na+ en presencia de salinidad incrementó significativamente en los fenotipos P9 y P11 principalmente. El contenido de K+ en presencia de salinidad disminuyó significativamente siendo menor en P9 y P11 que en P0. El análisis para la relación Na+/K+ en condiciones control, mostró un incremento de 7 veces en P11 con respecto a P0 y P9. Bajo estrés por salinidad, la relación incrementó de manera significativa el doble en P9 y P11 con respecto a P0. Al evaluar el contenido de clorofila, se encontró incremento significativo en la clorofila a en presencia por salinidad en los tres fenotipos, pero no se encontraron cambios significativos en el contenido de clorofila b. P11 a diferencia de P0 y P9 no mostró un incremento en la clorofila total. Molecularmente se encontró que los genes McNhx1 y McNhx2 se inducen significativamente por estrés salino en los fenotipos P0 yP9 a diferencia de P11 en donde se mantienen suprimidos. En conclusión el fenotipo P11 responde fisiológica y molecularmente diferente a los fenotipos P0 y P9 ante un estrés salino. El fenotipo P11 no tiene la capacidad de encender los genes antiporte McNhx1 y McNhx2, aún en ausencia de estrés. Por lo anterior mantiene una mayor concentración de iones sodio en hojas de vidrillo, así como una alta relación de Na+/K+ y aunque no se altere el contenido de biomasa en el brote, esto sugiere que el fenotipo P11 es más susceptible a la toxicidad por Na+.