Regulación metabólica y transcripcional del metabolismo secundario de Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. en respuesta a elicitores inorgánicos y hormonales

Abstract

[ES] Para hacer frente a las condiciones ambientales cambiantes, las plantas han sido capaces de desarrollar una inmensa variedad de mecanismos de defensa y adaptación. Uno de ellos es el llamado metabolismo secundario, cuya complejidad le otorga la capacidad de producir alrededor de 200.000 compuestos, gracias a una gran variedad de rutas metabólicas diferentes. En el presente trabajo nos centraremos en aquellos metabolitos encargados de la defensa que, aunque su principal función no sea el crecimiento o el desarrollo, son necesarios para la supervivencia. Para ello, algunos de los objetivos planteados en este trabajo son: conocer las respuesta hormonal y de otros metabolitos frente a un elicitor altamente corrosivo, el nitrato de plata (AgNO3), averiguando a través de qué mecanismos funciona; evaluar el papel de las hormonas vegetales de defensa, ácido salicílico (SA) y ácido jasmónico (JA), frente a diferentes elicitores, en presencia de otros metabolitos cuya función está relacionada con la de dichas hormonas; profundizar en el rol defensivo de los glucosinolatos, en ausencia de otros compuestos encargados de esta función. En cuanto al proceso metodológico, con el fin de conseguir estos objetivos se buscará la integración de datos metabolómicos y datos genéticos. Para lograr la primera aproximación, se analizará el perfil cromatográfico de una selección de metabolitos secundarios de Arabidopsis thaliana en el ecotipo Columbia 0 (Col0), y en los mutantes atr1D, cyp79b2/b3, qKO (myb28 myb29 cyp79b2 cyp79b3), jai1, npr1, ics2 y jar1 tratados con agentes de estrés abiótico y hormonas como el nitrato de plata (AgNO3), el metil jasmonato (MeJA) y el ácido salicílico (SA) a una concentración de 5mM, 500µM y 100µM respectivamente. Siguiendo un análisis metabolómico dirigido se buscará poder identificar metabolitos relacionados con los mecanismos de defensa de Arabidopsis, priorizando algunos como glucosinolatos (indólicos, y alifáticos), hormonas y precursores, y otros como compuestos fenólicos u oxipilinas. Tras ello, se realizará una comparativa de los efectos provocados sobre los compuestos encontrados por estos tratamientos en cada genotipo. Posteriormente, para completar lo detallado anteriormente, se realizará el análisis de la expresión de algunos de los genes involucrados en estos mecanismos moleculares como factores de transcripción. En cuanto a la metodología, se llevará a cabo el estudio transcripcional de las líneas Col0, atr1D y en los mutantes cyp79b2/b3, qKO para evaluar la respuesta de los mecanismos de señalización hormonal en la producción de los metabolitos de interés. Según los resultados en los niveles relativos de los metabolitos de estudio y los niveles de expresión de los genes de interés, ante los diferentes elicitores, se buscará responder a la hipótesis sobre la existencia de algún tipo de interacción entre estos metabolitos y las rutas de señalización hormonal.