Identificación de mutantes del transporte de iones en Arabidopsis

Abstract

La salinidad es uno de los problemas ambientales con mayor impacto sobre la producción mundial de alimentos, especialmente en las zonas semiáridas, como puede ser el caso de la Comunidad Valenciana. Durante los últimos años, numerosos estudios tratan de mitigar estos daños producidos sobre la agricultura, aunque hasta el momento no se han producido grandes avances. Para lograr esto, es imprescindible conocer las bases moleculares de los mecanismos celulares que permiten, en este caso a las plantas, superar estas condiciones. En el caso de la tolerancia a salinidad, se dispone de una serie de conocimientos que han permitido desarrollar cultivares mejorados para la tolerancia a este tipo de estrés, aunque es necesario seguir avanzando en el conocimiento. Para ello, en este trabajo se inicia un estudio de genética directa, en el que, a partir de diferentes colecciones de mutantes en la especie modelo Arabidopsis thaliana, se realiza un rastreo en búsqueda de un fenotipo de tolerancia a cationes tóxicos. En nuestro caso, hemos planteado un abordaje mediante el uso de norespermidina, una poliamina no metabolizable, capaz de causar un efecto tóxico, pero no osmótico, en la célula vegetal a muy bajas concentraciones. Además, se propone que este policatión entra en la célula mediante algún sistema no identificado, pero fuertemente dependiente del potencial eléctrico de la membrana plasmática. Como este parámetro biofísico está determinado por las actividades relativas de la bomba de H+ (H+-ATPasa), y del transporte de K+ y aniones, la tolerancia a norespermidina permite identificar reguladores de todos estos transportadores. Se han empleado 109.972 líneas mutantes (unas 700.000 semillas) pertenecientes a 3 colecciones de mutantes obtenidas mediante activación transcripcional y 2 colecciones de mutantes obtenidas mediante inserción de T-DNA en Arabidopsis thaliana. De esta forma, se han obtenido una gran cantidad de mutantes confirmados tolerantes a este policatión, con porcentajes de germinación entre 1,5 y 8 veces la germinación de sus controles silvestre, dependiendo de la colección utilizada. Este trabajo ofrece una gran cantidad de posibilidades para la identificación de nuevos componentes en las vías de regulación de la homeostasis iónica.