Tesis doctoral de Fernando Alemán Guillén
Se llevó a cabo un estudio para comparar fisiológicamente a. Thaliana y t. Halophila en condiciones normales y en presencia de nacl. Comparar dos especies tan cercanas que difieren en su tolerancia a la salinidad puede dilucidar los mecanismos implicados en ella. uno de los nutrientes más afectados por la salinidad es el k+ ya que na+ y k+ comparten características similares que conducen a la sustitución del k+ de sus funciones fisiológicas cuando la concentración salina externa es elevada. Por ello, mantener la homeostasis k+/na+ es crucial a la hora de tolerar la salinidad, y son de especial importancia en este proceso la función que desempeñan canales y transportadores de k+ y na+ en las diferentes membranas celulares de las plantas. con el objeto de estudiar las relaciones estructura función del transportador de k+ de alta afinidad de a. Thaliana athak5, se llevó a cabo una mutagénesis al azar del cdna que codifica el transportador y se utilizó y el sistema de expresión heteróloga de la levadura. Se buscaron transportadores más eficientes, capaces de transportar k+ incluso con altas concentraciones de na+ externo. El objetivo a largo plazo consistiría en transformar plantas con estas versiones del transportador más eficientes, haciéndolas más tolerantes a la salinidad. tras la caracterización fisiológica y molecular del transporte de k+ en el rango de alta afinidad en condiciones normales y salinas, en la especie modelo, a. Thaliana, y habiéndola comparado con su homóloga tolerante a salinidad, t. Halophila, se realizó el estudio de plantas agronómicamente relevantes como el tomate. Las variedades escogidas de s. Lycopersicum fueron, la variedad micro-tom o microtomate, la variedad san pedro, que al ser una variedad comercial, permite la posible extrapolación de los resultados al campo, y, por otro lado, la especie de tomate silvestre s. Pennellii, más tolerante a la salinidad que las dos anteriores, capaz de crecer en laderas rocosas y secas así como en áreas arenosas, y que puede revelar importantes mecanismos de tolerancia a la salinidad y la sequía (peralta et al., 2005). el trabajo realizado en la tesis doctoral llega a las siguientes conclusiones: 1.- T. Halophila muestra una relación en peso parte aérea/raíz mayor que a. Thaliana, y esta diferencia se ve incrementada en condiciones de estrés salino, lo que podría suponer una ventaja para afrontarlo. 2.- El estrés salino produce en a. Thaliana mayores reducciones en la absorción y en las concentraciones internas de k+ que en t. Halophila, a la vez que t. Halophila presenta menor absorción de na+ y transporte a la parte aérea que a. Thaliana. Ambas circunstancias resultan en una mayor relación k+/na+ en t. Halophila, lo que puede suponer una mayor tolerancia a la salinidad. 3.- El gen thhak5 codifica para un transportador que media un transporte de k+ de alta afinidad en levaduras similar al observado en las plantas de t. Halophila lo que sugiere que este transportador juega un papel fundamental en la absorción de k+ en el rango de la alta afinidad en esta especie vegetal. 4.- Aunque athak5 y thhak5 presentan una gran homología de secuencia y unas características funcionales similares, la regulación de los genes que los codifican difieren en condiciones salinas. Así, la salinidad reduce en menor medida la inducción de thhak5 por ayuno de k+. En consecuencia, la absorción de k+ de alta afinidad está menos afectada por la presencia de nacl en el medio externo en t. Halophila. 5.- La mutagénesis al azar permite encontrar aminoácidos importantes para la función de las proteínas y ésta ha permitido identificar dos versiones mutantes del transportador de k+ de alta afinidad athak5 más eficientes, capaces de transportar k+ a concentraciones externas de na+ muy elevadas (0.1 mm k+ y 800 mm na+). 6.- Los resultados obtenidos en las especies modelo para el k+ y el na+ son extrapolables a tomate. El ayuno de k+ induce un transporte de k+ de alta afinidad en todas las especies estudiadas en la presente tesis doctoral. También produce un descenso en las concentraciones de k+ y el incremento en la expresión del gen correspondiente, perteneciente a la familia hak. La presencia de na+ reduce esa capacidad de transportar k+ a la par que disminuye la expresión de dichos genes pero en diferente medida según la especie. 7.- La mayor tolerancia a salinidad de s. Pennellii no se debe a una mejor absorción de k+ ni a una mejor relación k+/na+, de hecho, esta especie presentó menores tasas de absorción de k+ que las dos variedades de s. Lycopersicum y mayores concentraciones de na+ en la parte aérea.
Datos académicos de la tesis doctoral «Absorción de k+ en plantas con diferente tolerancia a la salinidad«
- Título de la tesis: Absorción de k+ en plantas con diferente tolerancia a la salinidad
- Autor: Fernando Alemán Guillén
- Universidad: Murcia
- Fecha de lectura de la tesis: 26/11/2009
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Francisco Rubio Muñoz
- Tribunal
- Presidente del tribunal: lola Peñarrubia blasco
- María angeles Botella marrero (vocal)
- begoña Benito casado (vocal)
- Francisco Perez alfocea (vocal)