Señalización del estrés hídrico en raíces de mutantes de tomate deficientes en ja y aba

Resumen

La respuesta de las raíces de plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.) frente a condiciones de estrés hídrico está determinada principalmente por la función de señalización que cumplen las fitohormonas. Con el objetivo de determinar el efecto que provoca la deficiencia de las hormonas ácido jasmónico (JA) o ácido abscísico (ABA) se evaluaron los cambios en expresión génica y en concentración de distintos metabolitos que participan en la cascada de señalización en situaciones de estrés hídrico. Con ese fin, se utilizaron plantas del genotipo spr2, deficientes en JA, y dos genotipos de plantas deficientes en ABA, notabilis y flacca, junto con sus respectivos ecotipos silvestres, Castlemar (CSL), Lukullus (LK) y Ailsa Craig (AC). El diseño experimental consistió en una deshidratación severa de la planta, estudiando la respuesta durante los primeros momentos del estrés, en los que se supone que ocurrirá gran parte de la señalización. La caracterización del sistema experimental indicó que la respuesta del aparato fotosintético a la sequía está mediada principalmente por ABA pero que la regulación del ciclo de Calvin durante el estrés está influida, al menos en parte, por JA. Por otro lado, los resultados obtenidos en la parte radicular mostraron un incremento transitorio y temprano de jasmonatos (JAs) y SA y un aumento progresivo de ABA. Se demostró igualmente que tanto el JA como el ABA regulan los niveles de SA ya que en plantas spr2, not y flc se modificaron los perfiles de acumulación de este metabolito en respuesta al estrés. Además, a diferencia de otras especies, la acumulación de ABA no requirió de una acumulación previa de JAs en raíces de tomate expuestas a déficit hídrico. En ese mismo sentido, los datos moleculares pusieron de manifiesto que el SA podría estar regulando, al menos en parte, la síntesis de ABA a través de la inducción de los genes SlAAO2 y SlAAO3. El estrés hídrico indujo la expresión de SlPAL1 y SlICS, mientras que tanto el JA como el ABA reprimieron su expresión. De los datos también se desprende que la expresión de SlOPR3 está regulada por ABA, pues deficiencias en esta hormona redujeron los niveles de este transcrito en raíces de tomate expuestas a déficit hídrico. Por otra parte, los resultados obtenidos en este trabajo mostraron que durante la señalización del estrés se produjo una acumulación transitoria de H2O2 que estuvo controlada por la activación temprana de las enzimas SOD y APX y la inactivación de CAT. La acumulación de este metabolito estuvo también influida por las hormonas JA y ABA, puesto que en las plantas deficientes aumentaron sus niveles. Por tanto, este trabajo aporta nuevas evidencias sobre la implicación del SA y H2O2 en la señalización del estrés hídrico en raíces de plantas de tomate y pone de manifiesto el importante papel del JA y el ABA en la regulación de los distintos metabolitos durante la señalización del estrés.