Estudio de la menadiona sodio bisulfito (msb) en su papel como inductor de primado frente al estres salino

Resumen

Las plantas son organismos que en su hábitat deben enfrentarse diariamente a condiciones adversas. Estas condiciones adversas pueden desencadenar efectos negativos en el crecimiento y desarrollo vegetal. Muchos autores aplican el término ¿estrés¿ para describir dichos efectos, no obstante, una situación o entorno desfavorable para una especie puede no serlo para otra y por tanto el concepto de estrés tiene que ser en cierta forma redefinido y acotado en función de la especie objeto de estudio. Con el fin de definir qué efectos son propios de la condición de estrés de los que no, muchos estudios usan variables y parámetros que ayudan a discernir entre estas dos situaciones. En muchos casos, el estrés se mide con relación a la supervivencia o mortalidad, rendimiento (productividad), crecimiento (acumulación de biomasa) o en función de procesos de asimilación primaria (incorporación de CO2) que están directamente relacionados con el crecimiento y desarrollo vegetal. Tradicionalmente, estos factores que alteran el crecimiento y desarrollo vegetal se han separado en dos categorías en función de la naturaleza del agente causante, definiéndose así estreses bióticos y abióticos. El estrés biótico, es aquel que está ocasionado por la acción de organismos vivos, como los pequeños o grandes animales, plantas y los denominados agentes patógenos (virus y viroides, bacterias, hongos y oomicetes). El estrés abiótico por su parte, se subdivide en función de la naturaleza del agente causal, que puede ser físico o químico. Entre los físicos, se encuentra el déficit hídrico, la salinidad (en su componente osmótico), las temperaturas extremas (calor, frío, congelación), la excesiva o insuficiente irradiación, la anaerobiosis producida por encharcamiento o inundación, el estrés mecánico producido por el viento o la excesiva compactación del suelo y el inducido por heridas o lesiones. El estrés químico está causado por la salinidad (en su componente iónico), por la carencia de elementos minerales y por contaminantes ambientales, como el dióxido de azufre (SO2), los óxidos de nitrógeno (NOx), los componentes clorofluorcarbonados, el ozono (O3) y metales. La dispersión de especies del reino vegetal a lo largo de este planeta no habría sido posible sin la adquisición de adaptaciones fisiológicas, además de, respuestas bioquímicas y moleculares que permitieran, por un lado, crecer y Desarrollarse en condiciones ecológicas diversas y por otro completar su ciclo de vida. Del conjunto de mecanismos que permitieron y permiten estas adaptaciones y respuestas, abordaremos en esta tesis el mecanismo de sensibilizacion1. En este proceso la exposición y percepción de un evento con cierto grado de estrés modifica la respuesta ante un segundo estimulo, de tal manera que dicha respuesta es más intensa o más temprana. Estudios previos han demostrado su eficacia en fenómenos de resistencia adquirida en plantas frente a estrés de tipo biotico (Beckers y Conrath, 2007) y en fenómenos de tolerancia ante estreses de tipo abiótico (Filippou et al., 2012). Por otro lado, este estado de sensibilización puede ser inducido por sustancias de origen natural o sintético mediante tratamiento exógeno, incluso en semillas (Gallardo, 2001;Worrall et al., 2012). Estudios llevados a cabo a lo largo de la última década indican que detrás de fenómeno existen diferentes mecanismos moleculares aun no bien definidos (Conrath, 2011; Pastor et al., 2012). Entre ellos, los más novedosos son aquellos que regulan la estructura de la cromatina, como son cambios en la composición y posición de los nucleosomas, modificación post-transcripcional de histonas o la alteración del patrón de metilación del ADN. En la presente tesis se evaluara la capacidad del compuesto de adición o aducto denominado menadiona sodio bisulfito (MSB) para producir un estado de sensibilización en plantas adultas de Arabidopsis thaliana, tratando sus semillas con dicho compuesto en la fase de imbibición. El MSB es una sustancia sintética, soluble en agua, la cual deriva de la vitamina K3 o Provitamina K. Esta sustancia ha sido habitualmente utilizada en ensayos de estrés oxidativo en numerosos organismos eucariotas y procariotas (Sun et al., 1999; Shi et al., 1996; Emri et al., 1999;Mongkolsuk et al., 1998). Quizás uno de los primeros estudios del MSB en el contexto de la biología vegetal fue realizado por Rama Rao y col. (1985), donde se describe el efecto de este compuesto como una sustancia reguladora del crecimiento. A lo largo de la última década, se ha descrito la capacidad del MSB para el control de organismos fitopatógenos (Borges et al.,2003a;Borges et al.,2004; Borges et al., 2003b; Liu et al., 2006; Sheng Yi et al., 2007;West et al., 2001). Del mismo modo que han sido ensayados sus efectos en diferentes especies vegetales mediante aplicaciones tanto aéreas como radiculares, también se han evaluado sus afectos mediante tratamientos en semilla. En este sentido, estudios recientes han puesto de manifiesto que una sola aplicación de esta sustancia en semillas, durante el periodo de imbibición, confiere a las plantas adultas cierta tolerancia frente estrés de tipo biotico (Pushpalatha et al., 2007). Un resultado similar se ha observado con tomate y en condiciones de estrés abiótico, concretamente estrés salino, resultados que han sido protegidos mediante patente (Borges-Rodríguez et al., 2008). No obstante, hasta la presentación de esta tesis no tenemos constancia de trabajos científicos que arrojen luz sobre los mecanismos moleculares que están detrás de los efectos del MSB tras su aplicación en semillas.