Clorosis férrica: Caracterización del sistema de absorción de Fe en un patrón de cítricos

Abstract

La clorosis férrica es uno de los estreses abióticos más importantes para las plantas, y como tal, resulta un problema agrícola muy extendido especialmente para aquellos cultivos que se desarrollan en terrenos alcalinos calizos, como es el caso de los cítricos en la Comunidad Valenciana. El objetivo del presente trabajo es caracterizar el sistema de absorción de hierro en un patrón de cítricos, y determinar su respuesta a nivel fisiológico, bioquímico y molecular en condiciones de ausencia de este elemento, dentro de la ¿Estrategia I¿ característica de las plantas dicotiledóneas. Para la consecución de estos objetivos se utilizó citrange Carrizo, considerado como un patrón de tolerancia moderada a la clorosis férrica. En éste, se evaluó el crecimiento vegetativo, el contenido de Fe en los distintos órganos y el estado del aparato fotosintético. Así mismo, se determinó la capacidad de reducción y acidificación de las raíces, mediante el análisis de las actividades de los principales enzimas involucrados, como son la Quelato Reductasa Férrica (FC-R), la Protón-ATPasa (H+-ATPasa) y la Fosfoenol Piruvato Carboxilasa (PEPCasa). También se identificaron en el genoma de los cítricos, secuencias homólogas a los genes FRO1, FRO2, HA1, HA2, PEPC1, IRT1 e IRT2 de Arabidopsis thaliana, que codifican para los enzimas FC-R, H+-ATPasa y PEPCasa, así como para los principales transportadores de hierro. Posteriormente, se diseñaron los oligonucleóticos correspondientes que permitieron analizar su expresión génica mediante RT-PCR. Finalmente, se determinó la tasa de absorción de hierro por la raíz y su transporte en la planta mediante la técnica de dilución isotópica. Los resultados del trabajo mostraron que la ausencia de Fe aumenta la expresión de los genes FRO2, HA1 y PEPC1 de cítricos que codifican para los enzimas FC-R, H+-ATPasa y PEPCasa, respectivamente; así como la del gen del transportador férrico IRT1. Este hecho se confirmó por la inducción de las correspondientes actividades enzimáticas, así como con el aumento de la absorción de 57Fe. De acuerdo con la información obtenida se concluye que la capacidad de absorción de hierro en cítricos aumentó en ausencia de Fe en el medio, debido a la activación de los componentes del sistema de absorción de este elemento. Además, se aprecia que todas las respuestas a la deficiencia de Fe de las raíces están metabólicamente inter-correlacionadas unas con otras y colaboran en la absorción de este elemento por la planta, solubilizando el Fe mediante la acidificación de la rizosfera, reduciendo el ion Fe3+ a Fe2+ absorbible por la planta, y activando los transportadores de hierro de la membrana plasmática de la raíz.