Patrones de expresión de genes de respuesta al estrés hídrico en plántulas de Quercus castanea (FAGACEAE) sometidas a niveles contrastantes de riego

Abstract

Faced with adverse weather conditions such as lack of water and photo-oxidative stress, plants tend to respond in different ways, and under these conditions the protection levels of the various mechanisms increase may be critical to their survival. In this paper seedling Quercus castanea (Fagaceae) subjected to two irrigation treatments were used: 1) optimal irrigation and 2) without irrigation to be slain, to analyze and compare the temporal changes in the relative expression of three genes, which were chosen from seven in total, according to a previous work by Porth et al. (2005b), and the validation results of the primers used. These three genes were the lipid transfer protein (LTP), the precursor thiazole biosynthetic enzyme (thi) and heat shock cognate protein 80 (hspc80). Simultaneously, as the physiological indicator of water stress, the gas exchange function of seedling of both treatments, particularly the rates of photosynthesis, stomatal conductance and transpiration through an Infrared Gas Analyzer system (IRGA) were monitored. The results showed that as the treatment progressed without irrigation water stress, photosynthesis, stomatal conductance and transpiration decreased significantly compared to seedlings with optimum irrigation. Similarly, expression levels of three genes studied were significantly increased in the stressed seedlings. In roots, the expression of the three genes was also increased, although to a lesser extent than in aerial tissues. Therefore, we conclude that the active expression of these genes in leaves and roots is an important part of the response to drought conditions.

Frente a condiciones climáticas adversas como la falta de agua y el estrés foto-oxidativo, las plantas tienden a responder de diversas formas, y bajo estas condiciones los niveles de protección de los diversos mecanismos se incrementan pudiendo ser críticos para su supervivencia. En este trabajo se utilizaron plántulas de Quercus castanea (Fagaceae) sometidas a dos tratamientos de riego: 1) riego óptimo y, 2) sin riego hasta fenecer, para analizar y comparar los cambios temporales en la expresión relativa de tres genes, los cuales fueron elegidos entre siete en total, de acuerdo a un trabajo previo realizado por Porth et al. (2005b), y a los resultados de validación de los primers utilizados. Estos tres genes fueron la proteína de transferencia de lípidos (ltp), la enzima precursora de tiazol biosintético (thi), y la proteína cognada de shock térmico 80 (hspc80). Simultáneamente, como indicador fisiológico del estrés hídrico, se monitorearon las funciones de intercambio de gases de las plántulas de ambos tratamientos, particularmente los niveles de fotosíntesis, transpiración y conductancia estomática, mediante un sistema Analizador de Gases Infrarrojo (IRGA). Los resultados mostraron que conforme en el tratamiento sin riego progresó el estrés hídrico, la fotosíntesis, la conductancia estomática y la transpiración disminuyeron significativamente en comparación con las plántulas con riego óptimo. De igual forma, los niveles de expresión de los tres genes estudiados se incrementaron significativamente en las plántulas estresadas. En las raíces, la expresión de los tres genes también se incrementó, aunque en menor medida que en los tejidos aéreos. Por lo tanto, concluimos que la expresión activa de estos genes en hojas y raíces es parte importante de la respuesta ante condiciones de sequía.