Estudiante del Inbioteca investigó estrés salino en las plantas

25 de Septiembre de 2017

Estudiante del Inbioteca investigó estrés salino en las plantas


• Con este trabajo, Dulce Olivia Flores Martínez obtuvo el grado de Maestra en Ciencias en Ecología y Biotecnología

• “En un futuro los cultivos podrían ser modificados para hacerlos productivos en ambientes salinos”, explicó

A nivel mundial, el estrés abiótico por salinidad se ha vuelto un problema agrícola que afecta a más del 20 por ciento de los suelos y ocasiona grandes pérdidas económicas en la producción de cultivos, por ello Dulce Olivia Flores Martínez, estudiante de la Maestría en Ciencias en Ecología y Biotecnología del Instituto de Biotecnología y Ecología Aplicada (Inbioteca) de la Universidad Veracruzana (UV), abordó este tema en su tesis de posgrado.

La joven desarrolló la investigación “Efecto del estrés salino sobre la expresión de la familia Argonauta y la vía RdDM en Marchantia polymorpha”, y tras presentarla en su examen recepcional fue aprobada por unanimidad en julio pasado.

Sobre la pertinencia de esta clase de estudios, explicó que conocer cómo responden las plantas a este tipo de estrés puede contribuir a que ─en un futuro─ los cultivos sean modificados para hacerlos productivos en ambientes salinos.

Dulce Olivia relató que las plantas, al ser organismos sésiles (inmóviles), día a día enfrentan condiciones adversas por diferentes factores físicos, químicos y biológicos que limitan su supervivencia y que les provocan diversos tipos de estrés biótico y abiótico.

Entre los principales tipos de estrés abiótico están: temperatura, daños mecánicos, herbicidas, pH del suelo, intensidad lumínica, inundaciones, déficit de agua, metales pesados, radiación, sequía y salinidad, indicó.

Particularmente, la universitaria está “interesada en conocer el efecto del estrés salino en Marchantia polymorpha, considerada una planta evolutivamente privilegiada, pues se caracteriza por ser ancestral; además, pretendo analizar si la respuesta de las briofitas ─plantas terrestres no vasculares─ es similar a la respuesta de las plantas vasculares bajo condiciones de estrés salino.”

Este último, señaló, es un problema agrícola que afecta a más del 20 por ciento de los suelos y ocasiona grandes pérdidas económicas en la producción de cultivos.

Expuso que existen diferentes tipos de sal (carbonato de potasio, sulfatos, así como cloruro de sodio, de potasio y de magnesio), pero la que más afecta los suelos es el cloruro de sodio. En México, dijo, hay ciertas concentraciones de sal que afectan los cultivos.

Por ello, precisó, su trabajo de investigación consistió en analizar el efecto del estrés salino sobre la expresión de la familia Argonauta y algunos genes de la vía RdDM en Marchantia.

Agregó que cuando la planta percibe que hay un tipo de estrés que la afecta, la respuesta dependerá de la especie que se trate. Una vez que es detectado algún tipo de estrés entrará en estado de alarma; en algunos casos puede pasar a una etapa de tolerancia y resistencia o, en el peor de los casos, a la última etapa de colapso que conduce al agotamiento o muerte. La tolerancia de la planta dependerá de la intensidad y la duración del estrés.

Según estudios, se ha reportado que para Arabidopsis thaliana (planta vascular) la concentración de 100 milimolar es considerada tóxica. Con base en la capacidad para crecer en suelos con alto contenido de sales, las plantas pueden clasificarse en halófitas, aquéllas tolerantes a altas concentraciones; y glicófitas, las que no toleran altas concentraciones de sal.

Ante la pregunta ¿cómo perciben las plantas ciertas señales para desencadenar un mecanismo de defensa?, Dulce Flores describió que una vez detectada una señal extracelular, ésta irá al receptor y al atravesar la membrana –a través del transporte pasivo– se traducirá y se desencadenará una respuesta, que puede ser positiva o negativa.

Cabe mencionar que las plantas tienen diferentes tipos de mecanismos para contrarrestar los daños. A nivel celular se realiza la exclusión del sodio, la compartimentalización de la vacuola y se evita la entrada de sodio a las células; esta última tiene como función regular la señalización osmótica.

Expuso que la hipótesis de su trabajo de investigación fue que el estrés salino tendría un efecto heterocrónico en Marchantia polymorpha y que podía afectar los niveles de expresión de los genes de la vía RdDM, además de tener un impacto en los patrones normales de desarrollo.

El objetivo general es determinar si Marchantia polymorpha es una especie halófita o glicófita y determinar los niveles de expresión de los genes. Para ello, estableció ensayos de salinidad en cultivos in vitro y analizó los efectos morfológicos y fisiológicos que provocan distintas concentraciones de sal en Marchantia polymorpha, finalmente examinó los perfiles de expresión de los genes de la familia Argonauta y de la vía RdDM en diferentes tejidos.

Detalló que primero fueron sembradas las gemas, siete días después se adicionó cloruro de sodio y observó que el desarrollo de las plantas en diferentes concentraciones es muy variable en sus fenotipos.

Por lo tanto, la exposición a altas concentraciones de sal durante diferentes tiempos, muestra diferencias en los perfiles de expresión y que cada gen se comporta de forma distinta dependiendo de la duración del estrés al que se sometieron las plantas.
Asimismo, tal exposición afecta de manera transgeneracional la respuesta de las plantas, y encontró que algunas son hipersensibles.

“Como parte de las conclusiones en mi trabajo, creemos que Marchantia polymorpha puede ser considerada una planta glicófita. Los componentes de la vía RdDM expresan patrones diferenciales a lo largo del desarrollo de Marchantia. Algunos genes de la familia Argonauta tienen un patrón de expresión constitutivo.

”Como perspectivas de este trabajo, se pretende realizar un análisis de expresión diferencial mediante el uso de RNA-Seq en talos expuestos a 50, 100 y 150 milimolar.”

Por último, dijo que el conocimiento desarrollado permite conocer un poco más acerca de la respuesta del estrés salino en plantas y en un futuro los cultivos podrían ser modificados para hacerlos productivos en ambientes salinos.