La ausencia de un inhibidor de proteasas C1A produce plantas de cebada con fenotipo “stay-green” (siempre verde) y mayor tolerancia al estrés hídrico.
La degradación y movilización proteica son características metabólicas asociadas al estrés abiótico, esenciales para el reciclaje de nutrientes y la supervivencia de la planta. La expresión de todos los miembros de la familia multigénica de cistatinas, inhibidores de las cisteín-proteasas C1A, en respuesta a la limitación de agua ha demostrado que solo responden los genes Icy2 y Icy4 (cistatinas HvCPI-2 y HvCPI4). Mediante la tecnología de microRNAs artificiales se han generado líneas silenciadas para estos genes y se han obtenido fenotipos stay-green (siempre verdes) cuando se silencia la cistatina 2, además de cierta tolerancia a la sequía. También se ha visto un efecto de compensación en la expresión de los dos genes en las líneas silenciadas que demuestran una función cooperativa, y se han observado diferencias en los patrones proteolíticos y alteraciones en la expresión de potenciales proteasas dianas, en particular HvPap-1, HvPap-12 and HvPap-16, bajo condiciones de estrés hídrico. Análisis metabólicos han mostrado alteraciones en la acumulación de ciertos metabolitos. Estos datos sustentan las posibilidades de usar estos genes y esta tecnología en la mejora de cultivos en el actual escenario de cambio climático.
Phenotypes and time course of biochemical and physiological parameters of H. vulgare
Golden Promise barley plants along natural growth process (4-14 weeks). Patterns of total
chlorophyll (green line) and protein content (pink line), stomata conductance (orange line)
and proteolytic activities (blue line) measured in leaves are indicated.
Publicación Original:
Velasco-Arroyo B, Diaz-Mendoza M, Gomez-Sanchez A, Moreno-Garcia B, Santamaria ME, Torija-Bonilla M, Hensel G, Kumlehn J, Martinez M, Diaz I. 2018. "Silencing barley cystatins HvCPI-2 and HvCPI-4 specifically modifies leaf responses to drought stress". Plant Cell Environ. DOI: 10.1111/pce.13178".