Análisis de expresión de genes de respuesta al estrés hídrico en plantas de Sorghum bicolor (L) Moench en presencia y ausencia de asociaciones con hongos micorrízicos

Abstract

Resumen El déficit hídrico es el tipo de estrés abiótico más frecuente que afecta el crecimiento y productividad de los cultivos ante el cambio climático que se ha venido desarrollando en la actualidad. Sin embargo, existen plantas que, al estar sometidas a condiciones de deshidratación, desarrollan mecanismos de tolerancia. Por otra parte, algunas plantas pueden generar asociaciones simbióticas con microorganismos del suelo que las benefician a nivel nutricional y de absorción de agua, por ejemplo: con los hongos micorrízicos. Una especie vegetal que es capaz de desarrollar tolerancia al déficit hídrico es el sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench), que se asocia con hongos micorrízicos del género Glomus sp. Debido a esto, se están realizando estudios para dilucidar los mecanismos de tolerancia de estas plantas y cómo las micorrizas pueden estar involucradas. El Dr. Victor Olalde y la Dra. Silvia Valdés del CINVESTAV Unidad Irapuato realizaron estudios proteómicos en sorgo en donde determinaron cambios significativos en 52 proteínas en respuesta al déficit hídrico en presencia y ausencia de micorrizas (consorcio selva), entre ellas la proteína D1 del fotosistema II y la subunidad α del complejo NAC (por sus siglas en inglés Nascent polypeptide-associated complex), por otro lado, se estudió un péptido natriurético de plantas (PNP) en sorgo, el cual está asociado con la apertura y cierre de estomas. En el presente trabajo se identificaron los genes que codifican para estas proteínas y para el del PNP, así como un estudio de expresión por tiempo real de estos genes bajo las mismas condiciones que el estudio proteómico. Los resultados del estudio proteómico y de expresión mostraron que no siempre existe una relación transcrito-proteína en los diferentes tratamientos y que las micorrizas son capaces de generar cambios significativos en la expresión de algunos genes y proteínas cuando se asocian al sorgo.

Abstract Water deficit is the most frequent type of abiotic stress that affects growth and productivity in the face of climate change that has been developing today. However, there are plants that every time they are on low water conditions they can develop tolerance to some mechanisms. Another important aspect is the fact that some plants can generate symbiotic associations with soil microorganisms that benefit them at a nutritional and water absorption level, for example: with mycorrhizal fungi. One of the plant species that are able to develop tolerance to water deficit is sorghum (Sorghum bicolor (L) Moench), which is associated with mycorrhizal fungi of the genus Glomus sp. Due to this, studies are being carried out to elucidate the tolerance mechanisms of these plants and how mycorrhizae may be involved. Dr. Victor Olalde and Dr. Silvia Valdés from CINVESTAV in Irapuato carried out proteomic studies in sorghum where they determined significant changes in 52 proteins in response to water deficit in the presence and absence of mycorrhizae (jungle consortium), among them the protein D1 of the Photosystem II and the α subunit of the NAC complex (Nascent polypeptideassociated complex), on the other hand, studied a plant natriuretic peptide (PNP), which is associated with the opening and closing of stomata. Therefore, in this work, the genes that code for these proteins and for the PNP were identified, as well as a study of the real time expression of these genes under the same conditions as the proteomic study. The results of the proteomic and expression study showed that there is not always a transcrit-protein relationship in the different treatments and also that the mycorrhizae is capable of generating significant changes in the expression of these genes and proteins when they are associated with sorghum.