Un estudio proteómico permite analizar la respuesta que determina la supervivencia o la muerte de las plantas a las altas temperaturas

 

Uno de los principales efectos del cambio climático es el aumento de la temperatura en diferentes áreas del planeta. Las plantas son especialmente susceptibles a dichos cambios ya que el calor afecta al crecimiento y reproducción de las plantas causando graves pérdidas en la agricultura.

La respuesta de las plantas a las altas temperaturas es muy compleja y está condicionada a diversos factores como la intensidad y la duración del calor, la velocidad del incremento de la temperatura y el estado de desarrollo de las plantas, entre otros.

En muchas especies, la exposición a una temperatura superior a la óptima, pero moderada, induce en la planta una respuesta adaptativa llamada aclimatación. Esta respuesta involucra una reprogramación molecular profunda que permite a la planta soportar temperaturas que, en otra situación, serían letales. Las plantas también establecen una respuesta relacionada con la anterior cuando son expuestas a temperaturas severas, pero que en este caso, esta reprogramación no es lo suficiente efectiva como para permitir la supervivencia de la planta. Aunque en los últimos años se han identificado un gran número de proteínas involucradas en la respuesta de las plantas a las altas temperaturas, hasta la fecha se desconocía cuáles de estas proteínas eran determinantes para la adquisición de termotolerancia. Además, se ignoraba hasta qué punto la respuesta al calor que permite la supervivencia de la planta se solapa con aquella que deriva en su muerte y qué proteínas regulan de forma específica estos dos procesos.

Para poder contestar estas preguntas, investigadores del CBGP y del CNIC, liderados por la Dra. Mar Castellano, han llevado a cabo un estudio proteómico en el que se han analizado los cambios en el proteoma en los primeros estadios de la respuesta de Arabidopsis a altas temperaturas que determinan su supervivencia o la muerte de dicha planta. Este estudio ha permitido identificar las proteínas comunes y específicas a dichos procesos. Además, este análisis ha permitido identificar y analizar diferentes proteínas claves en la respuesta de las plantas a las altas temperaturas cuya función en calor no había sido previamente caracterizada.

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Ensayos de respuesta a calor en los que se muestra que plantas de 7 días de Arabidopsis thaliana, que han sido aclimatadas (tras haber sido sometidas a un tratamiento previo a 38ºC durante 1h), toleran un tratamiento posterior de 45ºC 3h (A). Sin embargo, plantas de las mismas características no sobreviven a un tratamiento similar en ausencia del proceso de aclimatación (B). Las fotografías han sido tomadas 7 días después del último tratamiento de calor. En el artículo se comparan los cambios en el proteoma en diferentes puntos de estos dos tratamientos

 

Publicación Original:

Echevarría-Zomeño, S; Fernández-Calvino, L; Castro-Sanz, AB; López, JA; Vázquez, J; Castellano, MM. 2015. "Dissecting the proteome dynamics of the early heat stress response leading to plant survival or death in Arabidopsis". Plant, Cell & Environment. DOI: 10.1111/pce.12664".


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